Černé díry jsou neviditelné, přesto je astronomové dokážou odhalit. Jaké stopy prozrazují jejich přítomnost?

Černé díry nelze pozorovat přímo, neboť samy nevyzařují světlo a zpoza horizontu událostí nic neunikne. Na jejich přítomnost proto usuzujeme z účinků na okolí. Nejklasičtější metodu představuje sledování pohybu hvězd či plynu v gravitačním poli neviditelného tělesa. Pokud pozorovaná stálice obíhá kolem masivního, avšak temného objektu, dá se z parametrů její dráhy podle Keplerových zákonů určit jeho hmotnost. Právě tak se podařilo potvrdit existenci gravitačního centra Sagittarius A* v Mléčné dráze.

Detailní měření drah hvězd v galaktickém jádru odhalila přítomnost objektu s hmotností kolem čtyř milionů sluncí v kompaktním objemu – což nelze vysvětlit jinak než supermasivní černou dírou. 

Vedle přímého sledování poloh stálic lze ovšem využít i analýzu jejich spektra. Dopplerovský posuv spektrálních čar u osamocených hvězd napoví, že obíhají kolem neviditelného společníka. Pokud černou díru obklopuje plyn a prach, obvykle kolem ní vznikne akreční disk. Materiál v něm spirálovitě padá dovnitř, silně se zahřívá a emituje rentgenové záření. Právě takto se typicky daří objevovat černé díry v binárních systémech nebo v aktivních jádrech vzdálených galaxií.

Další důkazy přinášejí jevy předpovězené obecnou teorií relativity. Extrémně silná gravitace černé díry ohýbá světlo vzdálených objektů a funguje jako gravitační čočka. Při srážkách černých děr navíc vznikají gravitační vlny, které dnes dokážeme přímo detekovat. Během jediného století se tak zmínění giganti proměnili z teoretických konstrukcí na dobře doložené kosmické objekty.