Černé díry jsou nejhustšími objekty ve vesmíru. Díky své hustotě tvoří extrémně silná gravitační pole. Černé díry absorbují veškerou okolní hmotu a energii v určité blízkosti. Z tohoto důvodu tyto nebeské objekty nevyzařují žádné světlo, a proto nemají barvu. Astronomové je však mohou detekovat sledováním vlastností materiálů a energie, která je obklopuje.
Elektromagnetická radiace
Elektromagnetické spektrum popisuje rozsah vlnových délek a frekvencí různých typů záření. Rentgenové záření, rádiové vlny a viditelné světlo patří mezi mnoho druhů záření, které se v tomto spektru nachází. Fenomén barvy zažíváte, když se vám do očí dostane elektromagnetické záření určitých vlnových délek. Elektromagnetické záření se šíří rychleji než cokoli ve vesmíru. Rychlost se pohybuje téměř 300 milionů metrů za sekundu (více než 186 000 mil za sekundu). Gravitace nicméně ovlivňuje elektromagnetické záření. Gravitační síle černé díry nemůže uniknout ani elektromagnetické záření. Proto při pohledu na černou díru vlastně nic nevidíte. Ze samotné černé díry nevychází žádné viditelné ani jiné světlo.
Horizont událostí
Horizont událostí popisuje bod, ve kterém je gravitační síla vyvíjená černou dírou dostatečně silná, aby jí nemohlo nic uniknout. Protože gravitační síla vyvíjená objektem se zmenšuje dále od objektu, může hmota uniknout gravitaci černé díry v oblasti za horizontem událostí. Zatímco objekty uvnitř horizontu událostí nelze nikdy vidět, pozorovatelé budou moci vidět objekty mimo horizont událostí.
Rudý posuv
Když se astronomická tělesa vzdálí od pozorovatele, vypadají červeně. K tomuto červenému posuvu dochází, protože rychlost, kterou se pohybují od pozorovatele, táhne vlnovou délku viditelného světla vyzařovaného objektem. Toto světlo je posunuto směrem k červenému konci elektromagnetického spektra, které se vyznačuje delšími vlnovými délkami. Jak se objekty pohybují směrem k horizontu událostí černé díry, zažívají nekonečný červený posun. Proto se pozorovateli zdají červenější, dokud nejsou příliš slabé na to, aby je viděli.
Akrece a rentgenové záření
Jak se hmota přibližuje k černé díře, pohybuje se ve tvaru známém jako akreční disk. Obecně se tyto disky tvoří kvůli interakcím mezi vlastní hybností hmoty a gravitačními silami černé díry. Jak gravitační síla na pohybující se hmotu roste, hmota se ohřívá v důsledku tření mezi atomovými částicemi, z nichž se skládá. Nakonec se tato energie uvolní jako elektromagnetické záření - většinou rentgenové záření. Tyto rentgenové emise v blízkosti černé díry typicky vyčnívají v pólech blízko horizontu událostí kolmo k akrečnímu disku. Rentgenový dalekohled proto může vidět emise související s černou dírou.