בסקירה הזאת יוצגו גרמי השמיים המוזרים ביותר ביקום:
1. חור שחור
2. חור
תולעת 3. חור לבן
1.
חור שחור חור שחור בהגדרתו הקלאסית הוא גוף אשר מרכזו מוגדר כ"נקודה סינגולארית" בעלת צפיפות אינסופית אשר מעקמת לאינסוף את המרחב-זמן סביבה.
עיקום המרחב-זמן מסביב למרכזו של החור השחור גורמת לכוח משיכה כה חזק אשר דבר אינו יכול להמלט ממנו, כולל קרני אור, ומכאן שמו – חור שחור – באשר לעולם לא נוכל להתבונן לתוכו. מסביב לחור השחור קיימת ספירה המסתיימת באיזור הנקרא "אופק האירועים". כל חומר העובר את אופק האירועים נשאב לתוך החור השחור תוך שהוא מתפרק לחלקיקיו האלמטאריים ונדחס לאין שיעור. לעולם הוא לא ישוב מן החור השחור כיוון שלשם כך עליו לעבור את מחסום מהירות האור . מרחקו של אופק האירועים מהנקודה הסינגולארית הוא פונקציה של מסת החור השחור ונקרא "רדיוס שוורצשילד". רדיוס של 3 ק"מ מאפיין חור שחור שמסתו שקולה למסת השמש שלנו.
חורים שחורים נחלקים למספר סוגים על פי מאסתם:
חור שחור כוכבי: חור שחור כוכבי מתאפיין במאסה של 5-100 מאסות השמש. הוא סוף האבולוציה של כוכב שמיצה את תהליך ההיתוך הגרעיני שלו אשר שמר עליו מפני כוח הכבידה המנוגד לו. כך, באין אנרגיה הכוכב קורס לתוך עצמו והופך לחור שחור בתנאי שמאסתו גדולה יותר מפעמיים מאסת השמש.
דוגמא: בשביל החלב שלנו קיימת מערכת בינארית של חור שחור + כוכב דמוי שמש החג סביבו. המערכת נקראת XTE J1118+480 והחור השחור שבה מתאפיין במסה של 7 שמשות.
חור שחור בינוני: חור שחור בינוני מתאפיין במאסה של 500-1000 מאסות השמש. חורים שחורים כאלו נתגלו רק לאחרונה.
דוגמא: בגלקסיה NGC 3034 = M82 ("גלקסית הסיגר") במרחק 600 שנות אור ממרכזה, שוכן חור שחור המתאפיין במאסה של 500 שמשות.
חור שחור סופר-מאסיבי: חור שחור סופר מאסיבי מתאפיין במסה של מיליוני ואף מיליארדי שמשות ובדרך כלל הוא שוכן במרכזה של גלאקסיה. ההנחה הרווחת באשר למוצאו של חור כזה גורסת כי הוא נוצר בראשית היקום, סמוך למפץ הגדול.
דוגמא: במרכזה של גלקסיה NGC 4486 - M87, במרחק 50 מיליון שנות אור מאיתנו, שוכן חור שחור סופר-מאסיבי שמסתו שקולה לשלושה מיליארד (!) שמשות.
קיימים עוד שני סוגים של חורים שחורים -
חור שחור זעיר, ו
חור שחור קדמון אך אין להם כל ראיות אסטרונומיות ולכן לא יעלו כאן לדיון.
בין כל הסוגים הללו קיימת עוד חלוקה על פי תנע ומטען:
חור שחור מסוג "שווארצשילד" – הוא חור שחור עגול חסר תנע ומטען. הסינגולאריות שלו היא נקודתית.
חור שחור מסוג "קר (Kerr)" – זהו חור שחור בעל תנע זוויתי, כלומר חור שחור מסתובב. לסינגולאריות שלו צורת טבעת ולו שתי ספירות של "אופק
אירועים" – פנימית וחיצונית. בספירה הפנימית אין היפוך של זמן ומרחב ולכן לא כל חומר שמגיע לשם יגיע גם בהכרח לסינגולאריות.
מסביבו של חור שחור מסתובב קיים איזור הנקרא "אגרוספירה". זהו מרחב שבו נוצר אפקט גרירת המרחב כתוצאה מסיבובו של החור השחור. כל חומר הנכנס לאיזור זה יימצא את עצמו מסתובב בכיוון סיבובו של החור השחור. ניתן להמשיל מצב זה לכדור המסתובב בתוך מים וגורר את המים ואת מה שנמצא בהם סביבו ובכיוון סיבובו.
חור שחור מסוג "קר-ניומן" – זהו חור שחור מסתובב בעל מטען חשמלי.
חור שחור מסוג "רייסנר-נורדסטרום" – זהו חור שחור טעון. הוא דומה בתכונותיו לחור שחור מסוג "קר" אך הסינגולאריות שלו נקודתית והוא חסר אגרוספירה.
כמו לכל גרם שמיימי בעל מאסה גדולה, גם מסביב לחורים שחורים מסתובת "
דיסקת ספיחה" (Accretion disc), המורכבת בעיקר מגאז ופלאסמה. האטומים בדיסקת הספיחה מתנגשים זה בזה, וכך הם מאבדים אנרגיה, ונסחפים במסלול לולייני לכיוון הסינגולאריות. האנרגיה הפוטנציאלית שמאבדים האטומים הופכת לאנרגיית חום ולקרינות X וגאמא, והטמפרטורה של דיסקת הספיחה עולה, במיוחד באזורים הפנימיים שלה, עד כדי מיליארדי מעלות.
על פי רוב שני סילונים דקים יוצאים ממרכזה של דיסקת הספיחה, ונעים בכיוון מאונך למישור הדיסקה. מהירות התנועה של הסילונים עצומה ומתקרבת למהירות האור. ההנחה הרווחת גורסת כי קיומם של הסילונים קשור לשדות המגנטיים בדיסקת הספיחה. הסילונים גורמים להעפת חומר למרחקים עצומים מדיסקת הספיחה. אורך הסילונים שיוצאים מדיסקת הספיחה סביב חור שחור סופר-מאסיבי יכולים להגיע עד כדי אלפי שנות אור.
2. חור תולעת הרעיון העומד מאחורי חורי תולעת הוא העובדה כי המרחב-זמן מתעקם בהשפעת כבידה. לכן, שני כוכבים בעלי כבידה עצומה, המרוחקים זה מזה אפילו שנות אור, ייתכן ויחלקו איזור משותף, הקרוי "גשר איינשטיין רוזן", בהנחה שעיקום המרחב-זמן שלהם נוטה זה אל זה. כך, לפחות באופן תיאורטי, ייתכן מעבר חומר מכוכב אחר למשנהו תוך כדי "מסע בזמן". מכל מקום נראה כי הדברים אפשריים עבור חלקיקים קטנים של חומר אך לא עבור עצמים, לא כל שכן עבור בני אדם. למותר לציין שהתופעה הזו מעולם לא נצפתה.
3. חור לבן חור לבן בהגדרתו הוא היפוכו של חור שחור, כלומר נקודה סינגולארית הפולטת חומר אל תוך החלל סביבה. למעשה בסיס הרעיון הוא היפוך הזמן בחור שחור. הרעיון של חור לבן הוא בעיקרו מתימטי ואין לו שום ראיה במציאות. יש הגורסים כי המפץ הגדול אינו אלא פיצוץ שארע בחור שחור. הבעיה העיקרית ברעיון של חור לבן הוא שדה הכבידה העצום שלו שאמור לגרום מייד לקריסת כל החומר הנפלט מהחור הלבן אל חור שחור חדש.
יחד עם זאת יש לזכור בהקשר הזה כי יתכן וחורים שחורים ולבנים עשויים להכיל חומר ואנטי חומר, מה שמסבך את המצב עוד יותר.