Лебедь X-1

Лебедь X-1 (сокращённо Cyg X-1)^[9] — известный галактический источник рентгеновского излучения^[10] в созвездии Лебедя. Он был открыт в 1964 году во время суборбитального полёта и является одним из ярчайших источников рентгеновского излучения, обладая максимальной плотностью потока 2,3⋅10⁻²³ Вт·м⁻²Гц^−1[11]. Лебедь X-1 был первым рентгеновским источником-кандидатом в чёрные дыры и является среди них одним из самых изученных объектов. Известно, что его масса составляет 14,8 масс Солнца^[12]. Минимальная длительность полученных сигналов составляет 1 миллисекунду, следовательно, его радиус не может превышать 300 км. В общепринятом предположении, что Cyg X-1 является чёрной дырой, его радиус должен составлять 44 километра^[13].

Лебедь X-1 входит в состав массивной двойной системы, располагающейся на расстоянии примерно 6070 световых лет от Солнца (в два раза дальше, чем расстояние до системы V616 Единорога с кандидатом в чёрные дыры)^[3]. Один из её компонентов — чёрная дыра массой порядка 14,8 солнечных. Также в систему входит голубой сверхгигант с переменным блеском, обозначенный HDE 226868 — его масса составляет около 19 масс Солнца^[12]. Объекты находятся на расстоянии 0,2 а. е. друг от друга. Звёздный ветер сверхгиганта даёт материал для аккреционного диска вокруг рентгеновского источника^[14]. Внутренняя часть диска, разогретая до миллионов Кельвинов, генерирует наблюдаемое рентгеновское излучение^[15][16]. Часть вещества уносится в межзвёздное пространство двумя джетами, бьющими перпендикулярно к диску^[17].

Двойная система может принадлежать к звёздной ассоциации Лебедь OB3, что может означать, что возраст Лебедь X-1 составляет порядка пяти миллионов лет, и он сформировался из звезды с массой более 40 солнечных. Звезда лишилась бо́льшей части вещества, скорее всего из-за звёздного ветра. Если бы после звезда взорвалась как сверхновая, взрыв с большой вероятностью выбросил бы звёздный остаток из системы. Это значит, что звезда сколлапсировала непосредственно в чёрную дыру^[5].

Лебедь X-1 был предметом шутливого пари между Стивеном Хокингом и Кипом Торном в 1974 году. Хокинг ставил на то, что Лебедь X-1 не является чёрной дырой. Он признал поражение в 1990, когда данные наблюдений укрепили уверенность в наличии гравитационной сингулярности в системе^[18]. Однако в 2011 году уже Кип Торн признал наличие чёрной дыры после того, как были опубликованы три статьи, завершившие описание Лебедя X-1^[19].