Um buraco negro constitui uma região do espaço-tempo onde o colapso gravitacional ocorreu a tal ponto que se forma um horizonte de eventos — uma hipersuperfície nula marcando o limite causal além do qual a velocidade de escape é igual ou superior à velocidade da luz no vácuo, c ≈ 2,99792458 × 10⁸ m s⁻¹. Dentro dessa fronteira, todas as geodésicas temporárias e nulas direcionadas ao futuro terminam em uma singularidade central (nas geometrias idealizadas de Schwarzschild ou Kerr), onde a curvatura do espaço-tempo se torna infinita e a relatividade geral clássica se desintegra. De acordo com o teorema do no-hair (apoiado por resultados de unicidade para soluções estacionárias, axisimétricas e eletrovácuo das equações de campo de Einstein), buracos negros astrofísicos são totalmente caracterizados por apenas três parâmetros na família de Kerr–Newman: Massa M Momento angular específico a = J/M (onde J é o momento angular) Carga elétrica Q (tipicamente negligenciável em contextos astrofísicos, Q ≈ 0) Assim, buracos negros observados são efetivamente objetos Kerr (rotativos, sem carga) ou Schwarzschild (não rotativos, sem carga). Observações recentes de alta precisão por ondas gravitacionais de fusões binárias de buracos negros (por exemplo, eventos analisados em 2025, incluindo GW250114) testaram rigorosamente e confirmaram a natureza de Kerr dos remanescentes pós-fusão, juntamente com o teorema da área de Hawking: a área total do horizonte A = 4π(r₊² + a²) não pode diminuir ao longo do tempo, mesmo durante fusões, com a área de superfície aumentando conforme previsto (ΔA ≥ 0). O próprio horizonte de eventos permanece causalmente desconectado de observadores externos devido ao desvio para o vermelho gravitacional infinito; a radiação eletromagnética emitida próxima ou interna a r = r₊ (r₊ = M + √(M² - a²) em unidades geométricas) é suprimida exponencialmente. Portanto, a imagem direta é impossível; em vez disso, as observações capturam a emissão da matéria nas proximidades imediatas: discos de acreção — fluxos geometricamente finos ou espessos de plasma espiralando para dentro, aquecidos a ~10⁶–10⁹ K por dissipação viscosa e reconexão magnética, produzindo radiação térmica e não térmica através das bandas de raios X para rádio. Anel de fótons — órbitas instáveis de fótons a ~1,5 r₊ (para Schwarzschild) criam um anel brilhante e assimétrico por meio da lente gravitacional da emissão de disco do lado oposto. Jatos relativísticos — lançados por processos de Blandford–Znajek ou extração magnetohidrodinâmica de energia rotacional, frequentemente estendendo parsecs a megaparsecs. O Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) fotografou o anel de sombra e fótons de M87* (2019, refinado em campanhas subsequentes) e Sgr A* (2022, com estudos contínuos de polarização e variabilidade entre 2025 e 2026), fornecendo testes diretos de gravidade de campo forte, arrasto de quadro (efeito Lente–Treia) e topologia do campo magnético próximo ao horizonte. Avanços recentes (2025–2026) incluem: Confirmação do aumento da área de Hawking nos ringdowns de fusões. Espectroscopia XRISM revelando linhas de ferro deformadas e dominadas por reflexão, indicativas de spin quase máximo (um ≈ 0,998) em sistemas que giram rapidamente. Descobertas no JWST de buracos negros supermassivos (SMBHs) em z > 8 (por exemplo, em "pequenos pontos vermelhos" e quasares iniciais), com massas ≳ 10⁸ M_⊙ dentro de ~500 Myr após o Big Bang, desafiando o crescimento limitado por Eddington padrão e favorecendo sementes pesadas/colapso direto ou fases super-Eddington/hiperacreção. Buracos negros de massa estelar (∼3–100 M_⊙) se formam principalmente por colapso do núcleo em estrelas massivas (M ≳ 20–30 M_⊙), enquanto variantes de massa intermediária (10²–10⁵ M_⊙) e supermassivas (10⁶–10¹⁰ M_⊙) provavelmente surgem por meio de fusões hierárquicas, acreção de gás e mecanismos semente no universo primitivo.