Estoy pensando que el cambio Doppler solo se aplica a una fuente que emite ondas electromagnéticas, como estrellas y galaxias. ¿Qué tal un agujero negro? Dado que no podemos detectar la radiación de Hawking, ¿tenemos una forma confiable de averiguarlo (suponiendo que no pertenezca a un sistema de estrellas binarias)?
Si el agujero negro está acumulando material, se formará un disco a su alrededor (quizás más como un toro; el centro debe estar vacío porque hay un agujero negro en el camino). Debido a las inmensas fuerzas y altas velocidades involucradas, el disco estará muy caliente, con un gradiente hacia temperaturas más frías más lejos. El borde interior suele estar lo suficientemente caliente como para emitir rayos X, y suele haber algo de hierro en el gas; esto conduce a la formación de una bonita característica en el espectro de rayos X llamada línea K de hierro, que se puede utilizar para medir un desplazamiento doppler. En general, habrá dos componentes en el cambio, uno desde el lado del disco que se acerca/retrae que, si la fuente no se resuelve, se ampliaráy/o divida la línea, y una de la velocidad neta de acercamiento/retroceso del agujero negro, que es lo que preguntó.
La advertencia a lo anterior es que para que un agujero negro de masa estelar acumule suficiente material, debe tener material donado por una estrella compañera y, por lo tanto, estar en un binario (estos sistemas son miembros de la conocida clase binaria de rayos X de objetos). Sin embargo, los agujeros negros supermasivos suelen tener un disco de acreción alimentado por el ISM de su galaxia anfitriona. Por lo general, se puede inferir que la velocidad del agujero negro será la misma que la velocidad de la galaxia en este caso, y la velocidad de la galaxia suele ser mucho más fácil de medir, pero hay algunos agujeros negros supermasivos con velocidades desplazadas de su galaxias anfitrionas, que son sistemas interesantes .
Un último punto para hacer una corrección pedante a una declaración en su pregunta. Usted dice que el desplazamiento Doppler solo se aplica a las fuentes que emiten ondas electromagnéticas; más precisamente, se aplica a una fuente que emite cualquier tipo de onda, incluidas las acústicas (los agujeros negros no emiten ondas acústicas detectables) y las ondas gravitacionales (que un agujero negro fusionado + binario de agujero negro puede emitir con la fuerza suficiente para ser detectado). El problema es que los espectros de ondas gravitacionales aún no tienen características espectrales conocidas útiles que nos permitan medir un desplazamiento Doppler (aunque, curiosamente, se puede medir la distancia de luminosidad de un evento de fusión de agujeros negros , que se puede convertir en un desplazamiento al rojo cosmológico). a través de la ley de Hubble). De todos modos, estoy empezando a salirme del tema, será mejor que me detenga aquí.