天文学家发现宇宙中绝大多数大质量的星系中心都存在一个巨型黑洞，质量可以达到太阳质量的上百万倍甚至上百亿倍。那么天文学家是如何知道这些黑洞的质量呢？
黑洞是一个大家比较熟悉的概念。根据黑洞的大小可以将它们分为恒星级别的黑洞、中等质量黑洞以及超大质量黑洞。恒星级别的黑洞是大质量恒星演化的产物。目前对于几十倍太阳质量以上的恒星级黑洞的形成还有不少理论上的瓶颈。
2015年人类历史上首次直接探测到了双黑洞并合产生的引力波信号，从而揭示了这些几十倍太阳质量黑洞的存在。尽管天文学家从理论上推测，宇宙中也应该存在大量的中等质量黑洞，但目前为止还没有确认的个体。至于宇宙中的超大质量黑洞，它们的存在是确定无疑的事实。
天文学家发现宇宙中绝大多数大质量的星系中心都存在一个巨型黑洞，其质量可以达到太阳质量的上百万倍甚至上百亿倍。但是这些超大质量黑洞的形成和演化至今还是一个困扰天文学家的难题，也是目前天文学研究的一个热点。研究这类超大质量黑洞的物理性质，首先要测量它们的质量。那么天文学家是如何知道这些黑洞的质量呢？下面我们就从近到远，说说天文学家测量超大质量黑洞质量的手段。
让我们先从离我们最近的超大质量黑洞说起。银河系中心的超大质量黑洞是离我们最近的超大质量黑洞，距离我们大概两万六千多光年。它的质量大约是太阳质量的四百万倍。精确测量银河系中心黑洞的质量是通过观测绕黑洞运动的恒星实现的。通过几十年的连续不断的观测，天文学家绘制了这些恒星的运动轨迹。这些恒星的轨迹揭示了它们都在绕着一个共同的（焦）点做椭圆轨道运动。
上述利用运动学来测量超大黑洞质量的方法固然简单，但是它需要能够看清单个恒星的运动。从银河系转到附近星系的时候，观测那些星系中心的单个恒星的运动将会变得非常困难。这是因为测量恒星的运动轨迹受望远镜角分辨率的限制。在这种情况下，我们还是可以用运动学的方法来测星系中心超大质量黑洞的质量。只不过与其观测单个恒星的运动，我们必须观测很多恒星共同运动的信号！
上述运动学的方法测量黑洞质量我们需要测量两个物理量：星系中心黑洞附近恒星或气体云的运动速度，以及这些恒星或气体云到黑洞的距离。宇宙中绝大多数的超大质量黑洞都距离我们相当遥远——远大于几十亿光年。在这样的距离上，要用望远镜直接解析这些遥远黑洞附近的空间信息，以现有的设备基本上是不可能的。所以我们只能用间接的方法去测量这些恒星和气体云与黑洞之间的距离。
其中一种被广泛使用的方法就是接下来要讨论的反响映射技术。
利用运动学的方法天文学家已经测量了宇宙中许多超大质量黑洞的质量。当星系距离我们非常遥远的时候，望远镜将无法直接从空间上分辨黑洞附近气体或恒星到黑洞的距离。利用“反响映射”技术和黑洞辐射“回声”的测量，天文学家可以测量黑洞附近气体云到黑洞的距离，再结合从光谱上测量的气体云的运动速度从而得到黑洞质量的估计。