Cygnus X-1: Rozwiązywanie zajętej tajemnicy gwiazd

Głęboko w sercu konstelacji Łabędzia, Łabędź leży niewidoczny w innym przypadku obiekt o nazwie Cygnus X-1. Jego nazwa pochodzi od faktu, że było to pierwsze odkryte źródło promieniowania galaktycznego. Jego wykrycie nastąpiło podczas zimnej wojny między USA a Związkiem Radzieckim, kiedy rakiety rakietowe zaczęły przenosić wrażliwe na promieniowanie rentgenowskie instrumenty nad ziemską atmosferą. Astronomowie nie tylko chcieli znaleźć te źródła, ale ważne było, aby odróżnić zdarzenia wysokoenergetyczne w kosmosie od prawdopodobnych zdarzeń spowodowanych przez nadlatujące pociski. Tak więc w 1964 roku podniosła się seria rakiet, a pierwszym wykryciem był ten tajemniczy obiekt w Łabędziu. Był bardzo silny w promieniach rentgenowskich, ale nie było odpowiednika światła widzialnego. Co to mogło być?

Odkrycie Cygnusa X-1 było dużym krokiem w astronomii rentgenowskiej. Gdy zwrócono uwagę na lepsze instrumenty, aby spojrzeć na Cygnusa X-1, astronomowie zaczęli dobrze wyczuwać, co to może być. Emitował również naturalnie występujące

Dalsze obserwacje ujawniły coś wystarczająco masywnego, aby być gwiezdna czarna dziura krążące w układzie z niebieską gwiazdą nadolbrzyma. Sam system może mieć około pięciu miliardów lat, co jest w przybliżeniu w wieku wystarczającym do życia gwiazdy o masie 40 Słońca, utraty wiązki masy, a następnie zapadnięcia się, tworząc czarną dziurę. Promieniowanie prawdopodobnie pochodzi z pary strumieni, które wystają z czarnej dziury - która byłaby wystarczająco silna, aby emitować silne sygnały rentgenowskie i radiowe.

Astronomowie nazywają Cygnus X-1 źródłem galaktycznego promieniowania rentgenowskiego i charakteryzują obiekt jako układ podwójny o dużej masie rentgenowskiej. Oznacza to po prostu, że istnieją dwa obiekty (binarne) krążące wokół wspólnego środka masy. W dysku wokół czarnej dziury jest bardzo dużo materiału, który nagrzewa się do ekstremalnie wysokich temperatur, co powoduje jego powstawanie promieniowanie rentgenowskie. Dysze przenoszą materiał z obszaru czarnej dziury z bardzo dużą prędkością.

Co ciekawe, astronomowie uważają również system Cygnus X-1 za mikrokwazar. Oznacza to, że ma wiele właściwości wspólnych z kwazarami (skrót od quasi-gwiezdnych źródeł radiowych). Są kompaktowe, masywne i bardzo jasne w promieniach rentgenowskich. Kwazary są widziane z całego wszechświata i są uważane za bardzo aktywne jądra galaktyczne z supermasywnymi czarnymi dziurami. Mikrokwazar jest również bardzo kompaktowy, ale o wiele mniejszy, a także jasny w promieniach rentgenowskich.

Stworzenie Łabędzia X-1 nastąpiło w grupie gwiazd zwanych stowarzyszeniem OB3. To dość młode, ale bardzo masywne gwiazdy. Żyją krótko i mogą pozostawić piękne i intrygujące przedmioty, takie jak supernowa resztki lub czarne dziury. Gwiazda, która stworzyła czarną dziurę w układzie, nazywa się gwiazdą „progenitorową” i mogła utracić aż trzy czwarte swojej masy, zanim stała się czarną dziurą. Materiał w układzie zaczął wirować wokół, przyciągany przez grawitację czarnej dziury. Gdy porusza się w dysku akrecyjnym, jest ogrzewany przez tarcie i aktywność pola magnetycznego. To działanie powoduje, że emituje promieniowanie rentgenowskie. Część materiału jest kierowana do dysz, które również są przegrzane. Wydzielają emisje radiowe.

Z powodu działań w chmurze i dżetach sygnały mogą oscylować (pulsować) w krótkich okresach czasu. Te misje i pulsacje przyciągnęły uwagę astronomowie. Ponadto gwiazda towarzysząca traci również masę przez wiatr gwiezdny. Materiał ten zostaje wciągnięty do dysku akrecyjnego wokół czarnej dziury, co dodatkowo komplikuje złożone działania w systemie.

Astronomowie nadal badają Cygnusa X-1, aby dowiedzieć się więcej o jego przeszłości i przyszłości. To fascynujący przykład tego, w jaki sposób gwiazdy i ich ewolucja mogą tworzyć dziwne i wspaniałe nowe obiekty, które dają wskazówki dotyczące ich istnienia w latach świetlnych przestrzeni.