天鹅座X-1
位于天鹅座方向的双星系统
条目
历史版本
天鹅座X-1（Cygnus X-1，缩写为Cyg X-1）是一个位于天鹅座方向的双星系统，最早被认为是黑洞的天体系统之一。它于1964年被发现，是个很强的X射线源。该黑洞从邻近轨道运行的蓝色超级巨恒星中吸取气体，它向内螺旋式释放着巨大热量，喷射出高能量X射线和伽马射线，是人类发现的第一个黑洞候选天体。 天鹅座X-1是一颗高质量X射线双星，其主星是一颗超巨星，光谱型为B0，伴星名为HDE 226868，是一颗8.9等的变星，直径大约2500万千米。在环境许可的情况下，使用小型双筒望远镜可看见天鹅座X-1。根据历元1950的资料，该天体位于赤经19 h 56.5 min，赤纬35 deg 4 min。 天鹅座X-1是个双星系统，由一光谱型O9-BO的超巨星及一颗致密星组成。超巨星的质量约为20-40倍太阳质量，致密星则具有太阳的21倍质量。由于中子星的最大质量不多于3倍太阳质量，因此该颗致密星普遍被认为是黑洞。X射线由双星系统内的吸积盘产生，在吸积盘内发生康普顿散射，再被反射向外。天鹅座X-1是天空中持续最久的强力X射线源。距离地球约7240光年。 2021年2月19日，国际学术期刊《科学》和《天体物理学报》的三篇文章联合发布对第一个恒星级黑洞——天鹅座X1的最新精确测量结果。根据该测量结果，此系统包含了一个21倍太阳质量的黑洞，并且其自转速度极接近光速。这是迄今发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统。 天鹅座X-1属于一个高质量X射线双星系统，其距离太阳大约6,070光年，另一成员为一颗超巨星变星，编号为HDE 226868。两者相互围绕公转，距离为0.2天文单位，即地球和太阳间距离的20%。该星的星风为X射线源的吸积盘提供物质。盘的内部温度达到几百万K，因此辐射出X射线。两条垂直于吸积盘的相对论性喷流将被吸进的物质喷射出星际空间。 这个系统可能属于一个名为天鹅座OB3的星协，意味著天鹅座X-1的年龄超过500万年，并源于一颗质量大于40个太阳质量的原星。这颗原星的大部分质量都散失了，很可能是以星风的形式。如果该星以超新星的形式爆炸，则其威力足以将剩余物质喷射出这个系统。因此它可 能直接缩成一个黑洞。 物理学家史蒂芬·霍金和基普·索恩曾拿天鹅座X-1作了一场科学的赌局。当中霍金赌天鹅座X-1不是一颗黑洞。1990年霍金让步，因为观测证据显示这个系统中存在著引力奇点。
发现
天鹅座X1是一个X射线双星系统，除了包含能够产生X射线源的致密星之外，还包含一个蓝巨星。自从这个系统在1964年被美国探空火箭首次发现以来，其中致密天体究竟是黑洞还是中子星的问题一直是高能天体物理研究领域的热点。对致密天体究竟是黑洞还是中子星，上世纪70年代，物理学家索恩和霍金还专门打赌，并立下字据。直到上世纪90年代，越来越多的观测证据表明这个系统中心应该是黑洞，霍金才签字表示认赌服输。