Aunque los agujeros negros son invisibles, su influencia gravitacional deja huellas inconfundibles en la materia y la luz cercanas. Los astrónomos los detectan mediante mediciones de masa, lentes gravitacionales y radiación de alta energía.
En los sistemas binarios, el movimiento de una estrella visible o de un disco gaseoso puede revelar la presencia de una compañera masiva invisible. Al seguir el período orbital, la velocidad y la curva de velocidad radial, los astrónomos obtienen la masa total del sistema. Si la masa inferida excede aproximadamente tres masas solares (muy por encima del máximo para una estrella de neutrones), la explicación más plausible es un agujero negro.
Por ejemplo, el núcleo de la galaxia NGC4261 alberga un gran disco en forma de espiral del tamaño de nuestro Sistema Solar. Su curva de rotación indica una masa mucho mayor que la del Sol, lo que apunta a un agujero negro supermasivo acechando en su interior.
La Teoría General de la Relatividad de Einstein predice que los objetos masivos curvan el espacio-tiempo, desviando la trayectoria de la luz. Este efecto se confirmó por primera vez durante el eclipse solar de 1919, cuando la luz de las estrellas fue desviada por la gravedad del Sol.
Cuando un objeto masivo, de otro modo invisible, se encuentra entre la Tierra y una fuente distante, puede actuar como un telescopio natural, ampliando y duplicando la luz de fondo. Estos eventos de microlente se observaron en el sistema MACHO-96-BL5, donde aparecieron dos imágenes muy cercanas entre sí en las imágenes del Hubble, revelando el paso de una lente invisible, muy probablemente un agujero negro de masa estelar.
El material que cae en un agujero negro se calienta a temperaturas extremas, lo que produce abundantes emisiones de rayos X y gamma. El binario de rayos X CygnusX‑1, impulsado por su compañero HDE226868, es un ejemplo de libro de texto:su disco de acreción irradia rayos X brillantes detectables por observatorios como el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.
Los agujeros negros supermasivos también pueden lanzar chorros relativistas que emiten fuertes ondas de radio. La galaxia M87 alberga un chorro de este tipo, un sello distintivo de un agujero negro con miles de millones de masas solares.
Es fundamental recordar que los agujeros negros no son aspiradoras cósmicas; sólo atraen la materia que se acerca demasiado. A pesar de su invisibilidad, la evidencia indirecta de su existencia es convincente y continúa impulsando los descubrimientos científicos.
