Färgen på ett svart hål

Svarta hål är de tätaste föremålen i universum. På grund av sin densitet bildar de extremt kraftfulla gravitationsfält. Svarta hål absorberar all omgivande materia och energi inom en viss närhet. Av denna anledning avger dessa himmelska föremål inget ljus och har därför ingen färg. Astronomer kan emellertid upptäcka dem genom att övervaka egenskaperna hos materialen och energin som omger dem.

Det elektromagnetiska spektrumet beskriver våglängder och frekvenser för olika typer av strålning. Röntgenstrålar, radiovågor och synligt ljus är bland de många typer av strålning som finns i detta spektrum. Du upplever fenomenet färg när elektromagnetisk strålning med vissa våglängder når dina ögon. Elektromagnetisk strålning färdas snabbare än någonting i universum. Den färdas med nästan 300 miljoner meter per sekund (över 186 000 miles per sekund). Ändå påverkar gravitationen elektromagnetisk strålning. Inte ens elektromagnetisk strålning kan komma undan gravitationskraften i ett svart hål. Därför kan du faktiskt inte se någonting när du tittar på ett svart hål. Inget ljus, synligt eller på annat sätt, avges från själva svarta hålet.

Händelsehorisonten beskriver den punkt där tyngdkraften som utövas av ett svart hål är tillräckligt stark för att ingenting kan komma undan det. Eftersom gravitationskraften som utövas av ett objekt minskar längre bort från objektet, kan materien komma undan ett svart håls gravitation i området bortom händelsehorisonten. Medan föremål inom händelsehorisonten aldrig kan ses, kommer observatörer att kunna se föremål utanför händelsehorisonten.

När astronomiska kroppar rör sig bort från observatören verkar de vara röda. Denna rödförskjutning händer eftersom den hastighet med vilken de rör sig bort från observatören sträcker våglängden för det synliga ljuset som emitteras. Detta ljus förskjuts mot den röda änden av det elektromagnetiska spektrumet, vilket kännetecknas av längre våglängder. När objekt rör sig mot händelsehorisonten för ett svart hål upplever de en oändlig rödförskjutning. De verkar därför rödare i färg för en observatör tills de blir för svaga för att se.

När materien närmar sig ett svart hål rör sig det i en form som kallas en ackretionsskiva. I allmänhet bildas dessa skivor på grund av interaktioner mellan materiens egna momentum och det svarta hålets gravitationskrafter. När tyngdkraften på det rörliga materialet ökar, värms upp materien på grund av friktionen mellan dess ingående atompartiklar. Så småningom frigörs denna energi som elektromagnetisk strålning - mestadels röntgenstrålning. Dessa röntgenemissioner nära ett svart hål projicerar vanligtvis i poler nära händelsehorisonten vinkelrätt mot accretionsskivan. Därför kan ett röntgenteleskop se utsläpp relaterade till ett svart hål.