Los agujeros negros son los objetos más densos del universo. Debido a su densidad, forman campos gravitacionales extremadamente poderosos. Los agujeros negros absorben toda la materia y energía circundantes dentro de cierta proximidad. Por esta razón, estos objetos celestes no emiten luz y por lo tanto no tienen color. Los astrónomos pueden detectarlos, sin embargo, monitoreando las propiedades de los materiales y la energía que los rodea.
Radiación electromagnética
El espectro electromagnético describe el rango de longitudes de onda y frecuencias de diferentes tipos de radiación. Los rayos X, las ondas de radio y la luz visible se encuentran entre los muchos tipos de radiación que se encuentran en este espectro. Experimenta el fenómeno del color cuando la radiación electromagnética de ciertas longitudes de onda llega a sus ojos. La radiación electromagnética viaja más rápido que cualquier otra cosa en el universo. Viaja a casi 300 millones de metros por segundo (más de 186.000 millas por segundo). Sin embargo, la gravedad afecta a la radiación electromagnética. Ni siquiera la radiación electromagnética puede escapar de la fuerza gravitacional de un agujero negro. Por lo tanto, no puedes ver nada cuando miras un agujero negro. No se emite luz, visible o no, desde el propio agujero negro.
El horizonte de eventos
El horizonte de sucesos describe el punto en el que la fuerza de gravedad ejercida por un agujero negro es lo suficientemente fuerte como para que nada pueda escapar. Debido a que la fuerza gravitacional ejercida por un objeto disminuye más lejos del objeto, la materia puede escapar de la gravedad de un agujero negro en el área más allá del horizonte de eventos. Si bien los objetos dentro del horizonte de eventos nunca se pueden ver, los observadores podrán ver objetos fuera del horizonte de eventos.
Redshift
Cuando los cuerpos astronómicos se alejan del observador, aparecen de color rojo. Este desplazamiento al rojo ocurre porque la velocidad a la que se alejan del observador alarga la longitud de onda de la luz visible emitida por el objeto. Esta luz se desplaza hacia el extremo rojo del espectro electromagnético, que se caracteriza por longitudes de onda más largas. A medida que los objetos se mueven hacia el horizonte de eventos de un agujero negro, experimentan un corrimiento al rojo infinito. Por lo tanto, parecen más rojos para un observador hasta que se vuelven demasiado oscuros para ver.
Acreción y rayos X
Cuando la materia se acerca a un agujero negro, se mueve en una forma conocida como disco de acreción. Generalmente, estos discos se forman debido a interacciones entre el propio impulso de la materia y las fuerzas gravitacionales del agujero negro. A medida que aumenta la fuerza de gravedad sobre la materia en movimiento, la materia se calienta debido a la fricción entre sus partículas atómicas constituyentes. Finalmente, esta energía se libera como radiación electromagnética, principalmente radiación de rayos X. Estas emisiones de rayos X cerca de un agujero negro generalmente se proyectan en polos cerca del horizonte de eventos perpendiculares al disco de acreción. Por lo tanto, un telescopio de rayos X puede ver las emisiones relacionadas con un agujero negro.