ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे घने पिंड हैं। अपने घनत्व के कारण, वे अत्यंत शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाते हैं। ब्लैक होल आसपास के सभी पदार्थ और ऊर्जा को एक निश्चित निकटता के भीतर अवशोषित करते हैं। इस कारण से, ये आकाशीय पिंड कोई प्रकाश नहीं छोड़ते हैं और इसलिए इनका कोई रंग नहीं होता है। हालांकि, खगोलविद उनके आस-पास की सामग्री और ऊर्जा के गुणों की निगरानी करके उनका पता लगा सकते हैं।
विद्युत चुम्बकीय विकिरण
विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम विभिन्न प्रकार के विकिरणों की तरंग दैर्ध्य और आवृत्तियों की सीमा का वर्णन करता है। इस स्पेक्ट्रम पर पाए जाने वाले कई प्रकार के विकिरणों में एक्स-रे, रेडियो तरंगें और दृश्य प्रकाश शामिल हैं। आप रंग की घटना का अनुभव तब करते हैं जब कुछ तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण आपकी आंखों तक पहुंचते हैं। विद्युत चुम्बकीय विकिरण ब्रह्मांड में किसी भी चीज़ की तुलना में तेज़ी से यात्रा करता है। यह लगभग 300 मिलियन मीटर प्रति सेकंड (186,000 मील प्रति सेकंड से अधिक) की यात्रा करता है। फिर भी, गुरुत्वाकर्षण विद्युत चुम्बकीय विकिरण को प्रभावित करता है। ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बल से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन भी नहीं बच पाता है। इसलिए, जब आप ब्लैक होल को देखते हैं तो आप वास्तव में कुछ भी नहीं देख सकते हैं। ब्लैक होल से कोई भी प्रकाश, दृश्यमान या अन्यथा उत्सर्जित नहीं होता है।
घटना क्षितिज
घटना क्षितिज उस बिंदु का वर्णन करता है जिस पर एक ब्लैक होल द्वारा लगाया गया गुरुत्वाकर्षण बल इतना मजबूत होता है कि कोई भी चीज इससे बच नहीं सकती है। चूँकि किसी वस्तु द्वारा लगाया गया गुरुत्वाकर्षण बल वस्तु से और कम हो जाता है, पदार्थ घटना क्षितिज से परे क्षेत्र में ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से बच सकता है। जबकि घटना क्षितिज के अंदर की वस्तुओं को कभी नहीं देखा जा सकता है, पर्यवेक्षक घटना क्षितिज के बाहर की वस्तुओं को देखने में सक्षम होंगे।
लाल शिफ्ट
जब खगोलीय पिंड प्रेक्षक से दूर जाते हैं, तो वे लाल रंग के दिखाई देते हैं। यह रेडशिफ्ट इसलिए होता है क्योंकि जिस गति से वे प्रेक्षक से दूर जाते हैं वह वस्तु द्वारा उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को बढ़ाता है। यह प्रकाश विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के लाल सिरे की ओर स्थानांतरित हो जाता है, जिसकी विशेषता लंबी तरंग दैर्ध्य होती है। जैसे ही वस्तुएं ब्लैक होल के घटना क्षितिज की ओर बढ़ती हैं, वे एक अनंत रेडशिफ्ट का अनुभव करती हैं। इसलिए, वे एक पर्यवेक्षक को तब तक लाल रंग में दिखाई देते हैं जब तक कि वे देखने में बहुत मंद नहीं हो जाते।
अभिवृद्धि और एक्स-रे
जैसे ही पदार्थ ब्लैक होल के पास पहुंचता है, वह एक आकार में गति करता है जिसे अभिवृद्धि डिस्क के रूप में जाना जाता है। आम तौर पर, ये डिस्क पदार्थ की अपनी गति और ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण बलों के बीच बातचीत के कारण बनते हैं। जैसे-जैसे गतिमान पदार्थ पर गुरुत्वाकर्षण बल बढ़ता है, पदार्थ अपने घटक परमाणु कणों के बीच घर्षण के कारण गर्म होता है। आखिरकार, यह ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में जारी की जाती है - ज्यादातर एक्स-रे विकिरण। ब्लैक होल के पास ये एक्स-रे उत्सर्जन आम तौर पर घटना क्षितिज के निकट ध्रुवों में अभिवृद्धि डिस्क के लंबवत होते हैं। इसलिए, एक एक्स-रे टेलीस्कोप ब्लैक होल से संबंधित उत्सर्जन को देख सकता है।