عندما تكون كتلة النجم أكبر من تلك المسببة لنجم نيتروني، تنهار عندها نواة النجم بما يعرف بثقبٍ أسود، وهو منطقة في الكون ذات مجال جاذبية قوي جداً حتى الضوء لا يستطيع الإفلات منه، وتعرف حدود هذه المنطقة بأفق الحدث. تعرف هذه الثقوب السوداء بالثقوب السوداء النجمية. يعتقد العلماء أن في مركز كل المجرات العملاقة يقع ثقب أسود عملاق، قد تصل كتلته إلى مليارات ضعف كتلة الشمس، وهو المسؤول عن تماسك المجرة في شكلٍ مستقر.