Čierne diery sú najhustejšie objekty vo vesmíre. Kvôli svojej hustote tvoria mimoriadne silné gravitačné polia. Čierne diery absorbujú všetku okolitú hmotu a energiu v určitej blízkosti. Z tohto dôvodu tieto nebeské objekty nevyžarujú žiadne svetlo, a preto nemajú farbu. Astronómovia ich však môžu odhaliť monitorovaním vlastností materiálov a energie, ktorá ich obklopuje.
Elektromagnetická radiácia
Elektromagnetické spektrum popisuje rozsah vlnových dĺžok a frekvencií rôznych druhov žiarenia. Röntgenové lúče, rádiové vlny a viditeľné svetlo patria medzi mnoho druhov žiarenia, ktoré sa v tomto spektre nachádzajú. Fenomén farby zažívate, keď sa vám do očí dostane elektromagnetické žiarenie určitých vlnových dĺžok. Elektromagnetické žiarenie sa šíri rýchlejšie ako čokoľvek vo vesmíre. Rýchlosťou je takmer 300 miliónov metrov za sekundu (viac ako 186 000 míľ za sekundu). Gravitácia napriek tomu ovplyvňuje elektromagnetické žiarenie. Gravitačnej sile čiernej diery nemôže uniknúť ani elektromagnetické žiarenie. Preto pri pohľade na čiernu dieru vlastne nič nevidíte. Zo samotnej čiernej diery nevychádza žiadne svetlo, viditeľné ani inak.
Horizont udalostí
Horizont udalostí popisuje bod, v ktorom je gravitačná sila vyvíjaná čiernou dierou dostatočne silná na to, aby jej nič nemohlo uniknúť. Pretože gravitačná sila vyvíjaná objektom sa zmenšuje ďalej od objektu, hmota môže uniknúť gravitácii čiernej diery v oblasti za horizontom udalostí. Zatiaľ čo objekty vo vnútri horizontu udalostí nikdy nie je možné vidieť, pozorovatelia budú môcť vidieť objekty mimo horizontu udalostí.
Červený posun
Keď sa astronomické telesá vzdialia od pozorovateľa, javia sa červené. Tento červený posun nastáva, pretože rýchlosť, akou sa vzďaľujú od pozorovateľa, tiahne vlnovú dĺžku viditeľného svetla vyžarovaného objektom. Toto svetlo sa posúva smerom k červenému koncu elektromagnetického spektra, ktoré sa vyznačuje dlhšími vlnovými dĺžkami. Keď sa objekty pohybujú smerom k horizontu udalostí čiernej diery, zažívajú nekonečný červený posun. Z tohto dôvodu sa javia pozorovateľovi červenšie, až kým nie sú príliš slabé na to, aby ich bolo možné vidieť.
Akrécia a röntgenové lúče
Keď sa hmota priblíži k čiernej diere, pohybuje sa v tvare známom ako akrečný disk. Spravidla sa tieto disky vytvárajú v dôsledku interakcií medzi vlastnou hybnosťou hmoty a gravitačnými silami čiernej diery. Keď sa gravitačná sila na pohybujúcu sa hmotu zvyšuje, hmota sa zahrieva v dôsledku trenia medzi atómovými časticami, z ktorých sa skladá. Nakoniec sa táto energia uvoľní ako elektromagnetické žiarenie - väčšinou röntgenové žiarenie. Tieto röntgenové emisie v blízkosti čiernej diery zvyčajne vyčnievajú v póloch blízko horizontu udalostí kolmo na akrečný disk. Preto môže röntgenový ďalekohľad vidieť emisie súvisiace s čiernou dierou.