luotto: CXC / S. Lee
tähtien mustat aukot, joiden massa on alle 100 kertaa Auringon massa, muodostavat yhden suurimassaisten tähtien mahdollisista evolutionaarisista päätepisteistä. Kun tähden ydin on palanut kokonaan raudaksi, energiantuotanto pysähtyy ja ydin romahtaa nopeasti aiheuttaen supernovaräjähdyksen. Jos ydin on suurempi kuin noin 2-3 Auringon massaa (neutronitähden maksimimassa), neutronien paine ei pysty pysäyttämään romahdusta ja syntyy tähden musta aukko. Nämä mustat aukot on yleensä mallinnettu Kerrin mustiksi aukoiksi, sillä on oletettu, että massiivisen tähden alkuperäinen pyörimisliike säilyisi romahduksen aikana ja että mustissa aukoissa on vain vähän sähkövarausta.
koska säteily ei pääse pakoon mustan aukon äärimmäistä vetovoimaa sen ylittäessä tapahtumahorisontin, on sellaisen löytäminen eristyksissä hyvin vaikeaa. Tähtien mustat aukot löytyvätkin helpoimmin röntgen-binäärijärjestelmistä, joissa kumppanitähden kaasua vedetään mustaan aukkoon. Röntgensäteitä syntyy kaasusta, joka kuumenee kymmeniin miljooniin Kelvineihin kiertyessään kohti mustaa aukkoa kertymäkiekon kautta. Tähtitieteilijät voivat myös mitata mustan aukon massaa (tyypillisesti 3-20 Auringon massaa tähtimustalle aukolle) havainnoimalla sen gravitaatiovaikutusta seuralaistähteen.
tällä hetkellä on olemassa noin 20 Röntgenbinaarijärjestelmää, joiden arvellaan sisältävän tähtimustia aukkoja, joskin tämä luku jatkaa nousuaan, kun instrumenttien herkkyys paranee ja havaintoja tehdään lisää. Kaksi parasta ehdokasta (mustaa aukkoa on hyvin vaikea yksiselitteisesti vahvistaa) ovat Suuressa Magellanin pilvessä oleva LMC X-3 ja vuonna 1965 löydetty Cygnus X-1 (ensimmäinen mustan aukon tähtiehdokas).
Katso myös: supermassiivinen musta aukko.