Lantaran atribut ganjil black hole, setidaknya di awal 1990-an eksistensi mereka masih dianggap sains fiksi. “10 tahun lalu, bila Anda menemukan sebuah objek yang Anda pikir adalah black hole di pusat galaksi, sebagian orang mengira Anda orang gila,” kata astronom Douglas Richstone dari Universitas Michigan pada 1998. Sejak saat itu, astronom telah mengidentifikasi beberapa ratus black hole di angkasa luar via teleskop antariksa Hubble, teleskop sinar X antariksa Chandra (yang mengukur emisi sinar X dari sumber-sumber bintang dan galaksi yang kuat), dan Very Large Array Radio Telescope (yang terdiri dari serangkaian teleskop radio powerful di New Mexico). Kenyataannya, banyak astronom percaya bahwa sebagian besar galaksi di angkasa (yang mempunyai tonjolan tengah di pusat cakramnya) mempunyai black hole di pusatnya.
Sebagaimana diprediksikan, semua black hole yang ditemukan di angkasa berotasi sangat cepat; beberapa telah tercatat oleh teleskop antariksa Hubble berotasi sekitar satu juta mil per jam. Di pusatnya, seseorang bisa melihat inti flat sirkuler yang kebanyakan berdiameter satu tahun-cahaya. Di dalam inti tersebut terdapat horizon peristiwa dan black hole sendiri.
Karena black hole tak dapat dilihat, astronom harus menggunakan cara tak langsung untuk memverifikasi keberadaan mereka. Pada foto-foto, astronom mencoba mengidentifikasi “cakram akresi” gas beterbangan yang mengelilingi black hole. Astronom kini telah mengumpulkan foto-foto menawan cakram akresi ini. (Cakram-cakram ini hampir secara universal
ditemukan pada sebagian besar objek yang berputar cepat di alam semesta. Matahari kita pun barangkali memiliki cakram serupa di sekelilingnya ketika terbentuk 4-5 miliar tahun silam, yang kemudian berkondensasi menjadi planet-planet. Alasan mengapa cakram-cakram ini terbentuk adalah bahwa mereka merepresentasikan kondisi energi terendah untuk objek yang berputar secepat itu.) Dengan menggunakan hukum gerak Newton, astronom dapat mengkalkulasi massa objek tengah dengan mengetahui kecepatan bintang-bintang yang mengorbit di sekelilingnya. Bila massa objek tengah mempunyai kecepatan pelarian yang setara dengan kecepatan cahaya, maka cahaya sendiri pun tidak dapat melarikan diri, menyediakan bukti tak langsung akan keberadaan sebuah black hole.
Horizon peristiwa terletak di pusat cakram akresi. (Sayangnya ia terlalu kecil untuk diidentifikasi dengan teknologi saat ini. Astronom Fulvio Melia mengklaim bahwa perekaman horizon peristiwa sebuah black hole pada film adalah “holy grail”-nya sains black hole.) Tidak semua gas yang jatuh ke arah
black hole melewati horizon peristiwa. Beberapa gas melangkaui/menghindari
horizon peristiwa dan terlempar memapasinya pada kecepatan tinggi dan tersembur ke angkasa, membentuk dua jet gas panjang yang keluar dari kutub utara dan selatan black hole. Ini memberi black hole tampilan gasing yang berputar. (Alasan mengapa jet tersembur seperti ini adalah mungkin karena garis-garis medan magnet bintang yang kolaps, selagi semakin kuat, menjadi terkonsentrasi di atas kutub utara dan selatan. Sewaktu bintang terus kolaps, garis-garis medan magnet ini berkondensasi menjadi dua pipa yang keluar dari kutub utara dan selatan. Saat partikel-partikel yang terionisasi jatuh ke dalam bintang kolaps tersebut, mereka mengikuti garis-garis gaya magnet sempit ini dan tersembur sebagai jet via medan magnet kutub utara dan selatan.)
Dua tipe black hole telah diidentifikasi. Yang pertama adalah black hole bintang, di mana gravitasi menggumalkan sebuah bintang sekarat hingga meledak. Yang kedua, bagaimanapun, lebih mudah dideteksi. Yaitu black hole galaktik, yang bersembunyi di pusat galaksi besar dan quasar dan berbobot jutaan sampai miliaran massa surya.
Belakangan, sebuah black hole teridentifikasi secara meyakinkan di pusat galaksi Bima Sakti kita. Sayangnya, awan-awan debu mengaburkan pusat galaksi tersebut; jika bukan karena ini, sebuah bola api besar yang datang dari arah rasi Sagitarius akan terlihat oleh kita di Bumi setiap malam. Tanpa debu, pusat galaksi Bima Sakti kita barangkali akan lebih terang
daripada Bulan, menjadikannya sebagai objek paling terang di langit malam. Di pusat nukleus galaksi ini terdapat sebuah black hole berbobot sekitar 2,5 juta massa surya. Perihal ukurannya, sekitar sepersepuluh radius orbit Merkurius. Menurut standar galaksi, ini bukan black hole yang luar biasa masif; quasar dapat memiliki black hole yang berbobot beberapa miliar massa surya. Black
hole di halaman belakang kita cukup tidak bergerak saat ini.
Black hole galaktik terdekat berikutnya terdapat di pusat galaksi
Andromeda, galaksi yang paling dekat dengan Bumi. Ia berbobot 30 juta massa surya, dan radius Schwarzschild-nya adalah sekitar 60 juta mil. (Di pusat galaksi Andromeda terdapat sekurangnya dua objek masif, barangkali merupakan sisa galaksi terdahulu yang diganyang oleh Andromeda miliaran tahun lalu. Jika galaksi Bima Sakti pada akhirnya bertubrukan dengan Andromeda miliaran tahun dari sekarang, sebagaimana kemungkinan besarnya, barangkali galaksi kita akan berakhir dalam “perut” galaksi Andromeda.)
Salah satu foto paling menawan dari black hole galaksi adalah yang diambil oleh teleskop antariksa Hubble atas galaksi NGC 4261. Di masa lalu, gambar-gambar teleskop radio dari galaksi ini memperlihatkan dua jet sangat anggun yang tertembak keluar dari kutub utara dan selatan galaksi tersebut, tapi tak ada yang tahu apa mesin di baliknya. Teleskop Hubble memotret pusat galaksi tersebut, menyingkap sebuah cakram menawan berdiameter sekitar 400 tahun-cahaya. Di pusatnya terdapat noktah kecil yang mengandung cakram akresi, berdiameter sekitar satu tahun-cahaya. Black hole di pusat ini, yang tidak dapat dilihat oleh teleskop Hubble, berbobot kira-kira 1,2 miliar massa surya.
Black hole-black hole galaktik seperti ini begitu powerful sehingga
mereka dapat memakan seluruh bintang. Pada 2004, NASA dan European Space Agency mengumumkan bahwa mereka telah mendeteksi sebuah black
hole besar di sebuah galaksi jauh melahap sebuah bintang dalam satu kali
telan. Teleskop sinar X Chandra dan satelit XMM-Newton Eropa mengamati peristiwa yang sama: ledakan sinar X yang dipancarkan oleh galaksi RX J 1242–11, mengisyaratkan bahwa sebuah bintang telah ditelan dengan cepat oleh black hole besar di pusat. Black hole ini diperkirakan berbobot 100 juta kali massa Matahari kita. Kalkulasi menunjukkan bahwa, sewaktu sebuah bintang secara berbahaya mendekati horizon peristiwa black hole, gravitasi sangat besar mendistorsi dan meregangkan bintang tersebut sampai putus
berantakan, memancarkan ledakan sinar X pemberi petunjuk. “Bintang ini teregangkan melampaui titik putusnya. Bintang tak beruntung ini hanya mengeluyur ke lingkungan yang salah,” tinjau astronom Stefanie Komossa dari Max Planck Institute di Garching, Jerman.
Eksistensi black hole telah membantu memecahkan banyak misteri tua. Galaksi M-87, misalnya, dahulu selalu menimbulkan keingintahuan astronom karena terlihat seperti bola bintang masif dengan “ekor” aneh yang muncul darinya. Karena ia memancarkan radiasi dalam jumlah banyak sekali, pada satu titik para astronom pernah berpikir bahwa ekor ini merepresentasikan arus antimateri. Tapi hari ini, astronom telah menemukan bahwa ia ditenagai oleh black hole besar yang berbobot barangkali 3 miliar massa surya. Dan ekor aneh itu kini dipercaya merupakan jet plasma raksasa yang mengalir keluar galaksi, bukan ke dalam.
Salah satu penemuan paling spektakuler menyangkut black hole terjadi ketika teleskop sinar X Chandra sanggup mengintai celah kecil pada debu di angkasa luar untuk mengobservasi sekumpulan black hole dekat tepi alam semesta tampak. Secara keseluruhan, 600 black hole dapat dilihat. Memperhitungkan kemungkinan dari hal itu, astronom mengestimasikan bahwa terdapat sekurangnya 300 juta black hole di seluruh langit malam.