Amikor egy nagy tömegű csillag pályafutásának végére ér,a világegyetem legsötétebb és legpusztítóbb képződményét hagyja hátra - a fekete lyukat.Mivel az ilyen objektumnak annyira erős gravitációs tere van,hogy sem fény,sem másmilyen sugárzás nem juthat ki belőle.A csillagászok ennek ellenére biztosak benne,hogy már legalább fél tucat fekete lyukat felfedeztek.

A fekete lyukak kimúlt öreg csillagok összeroskadt maradványai.A csillag anyagának egy része saját tömege hatására egészen kis térfogatba préselődik össze:kisebb lesz,mint egy atommag.Ekkor éri el az ugynevezett szinguláris állapotot.Az ilyen sűrű tömegű anyag gravitációs tere elképzelhetetlenül erős.A szinguláris állapotban lévő csillag közvetlen környezetében a gravitáció hatása teljes mértékben legyőzhetetlen.Ezt a legfeljebb néhány kilométer átmérőjü tartományt hívjuk fekete lyuknak.

Ha bármi túl közel kerül a fekete lyukhoz,annak gravitációs tere feltartóztathatatlanul egyre beljebb húzza,s végül belezuhan:a szinguláris tartomány örökre elnyeli,ezt semmilyen erő meg nem akadályozhatja.A fekete lyukból a fény sem szökhet el.

De ha a fekete lyuk nem látható,honnan tudunk róla?Az egyik azonosítási módszer a közelükben lévő csillagokra gyakorolt hatásukon alapul.A csillagok többsége nem magányos,hanem van egy társcsillagul,mellyel egymás körül keringenek (Napunk a társtalan kisebbséghez tartozik).Amikor az egyik csillag kihuny és összeroskad,a belőle képződő fekete lyuk és a társcsillag tovább kering egymás körül.

Ahogy a társcsillag öregszik,először óriássá vagy szuperóriássá,a Nap méretének több százszorosára növekszik.E hatalmasra nőtt égitest külső részei egy idő után túl közel kerülnek a fekete lyukhoz,amely elkezdi szívni a körülötte keringő periferikus gázokat,s végül beszippantja őket.Eleinte azonban örvényszerüen kavarognak e gázok az objektum felső részén,olyasformán,mint a víz a lefolyó körül.A folyamat során a gáz iszonyatosan felforrósodik,hőmérséklete eléri az 1 milliárd C°-ot.Ezen a hőfokon a gázok nagy mennyiségű röntgensugarat bocsátanak ki magukból.

A fekete lyukakat kutató csillagász tehát először röntgenteleszkóppal pásztázza végig az eget,hogy felfogja a kozmosz mélyéről érkező röntgensugarakat.Miután megtalálta a sugárforrást,hagyományos távcsövek segítségévelpróbál részletes képet kapni róla.

1971-ben az amerikai Uhuru  röntgensugár-érzékelő műholdnak sikerült rögzítenie egy igen erős röntgenforrás helyét a Hattyú (Cygnus)csillagképben.A csillagászok kiderítették,hogy a forrás a Földtől 6000 fényévre lévő HDE 226 868 nevű csillag.Csakhogy ez egy közönséges csillag volt,mely nem bocsáthatott ki magából röntgensugarat.Amikor a tudósok hagyományos teleszkópokkal is megvizsgálták a HDE 226 868-at,azt taláták,hogy a csillag egy láthatatlan kisérő,a Cygnus X-1 körül kering,hatnapos periódussal.A röntgensugarakat a láthatatlan égitest felé örvénylő gázoknak kellett kibocsátania.

A kisérőröl rögtön gyanították,hogy fekete lyuk.A tudósoknak azonban először azt a lehetőséget kellett kizárniuk,hogy nem egészen  kicsi és nagyon sűrű tömegü,úgynevezett neutroncsilagról van szó,mivel ezek olyan halványak,hogy egy olyan csillag közelében,mint a HDE 226 868,láthatatlanok maradnak.

Hogyan lehet eldönteni,hogy egy égitest neutroncsillag-e vagy sem?Az egyik módszer,hogy tömegét- a Nap tömegéhez viszonyítva megmérik.Mérésük eredménye szerint a Cygnus X-1 a Napnáltízszer nagyobb tömegű,ami túl sok ahhoz,hogy neutroncsillag lehessen.Ha ugyanis egy neutroncsillag tömege meghaladja a Nap tömegének háromszorosát,összeroskad és fekete lyuk lesz belőle.Ebből következik,hogy a Cygnus X-1-nek fekete lyuknak kell lennie.