Το Cygnus X-1 ήταν η πρώτη μαύρη τρύπα που βρέθηκε ποτέ. Νέες μετρήσεις δείχνουν ότι είναι πολύ πιο μαζικό από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως
Το 1964 εκτοξεύτηκαν δύο υποτροχιακά ρουκέτες Aerobee με στόχο τη χαρτογράφηση πηγών ακτίνων Χ στον ουρανό. Κάθε πύραυλος περιείχε έναν κατευθυνόμενο μετρητή Geiger, έτσι ώστε καθώς ο πύραυλος περιστρεφόταν στην κορυφή της τροχιάς του για να μετρήσει την κατεύθυνση των πηγών ακτίνων Χ. Το έργο ανακάλυψε οκτώ πηγές ακτίνων Χ, συμπεριλαμβανομένης μιας ιδιαίτερα φωτεινής στον αστερισμό του Κύκνου. Έγινε γνωστό ως Cygnus X-1.
Cygnus X-1 όπως απεικονίζεται από ένα τηλεσκόπιο μπουρν με μπαλόνι. Πίστωση: NASA/Marshall Space Flight Center
Καθώς τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ έγιναν πιο ακριβή, ήταν σαφές ότι το Cygnus X-1 δεν ήταν συνδεδεμένο με μια φωτεινή οπτική πηγή. Οι ακτίνες Χ ήταν αρκετά φωτεινές και προέρχονταν από μια περιοχή σε μέγεθος σχεδόν αστρικό. Αυτό υποδηλώνει ότι θα μπορούσε να είναι μια (τότε υποθετική) μαύρη τρύπα αστρικής μάζας. Η ιδέα ήταν τόσο αμφιλεγόμενη που ενέπνευσε ένα στοίχημα μεταξύ του Stephen Hawking και του Kip Thorne το 1974, με τον Hawking να στοιχηματίζει ενάντια στην ιδέα. Μέχρι τη δεκαετία του 1990 ήταν σαφές ότι το Cygnus X-1 μπορούσε να είναι μόνο μια μαύρη τρύπα και ο Χόκινγκ παραδέχτηκε το στοίχημα.
Με τα χρόνια το Cygnus X-1 έχει γίνει ένα από τα πιο μελετημένα αντικείμενα στον ουρανό. Γνωρίζουμε τώρα ότι πρόκειται για ένα δυαδικό κύκλωμα ακτίνων Χ, όπου η μαύρη τρύπα περιφέρεται στενά γύρω από ένα μπλε υπεργίγαντα αστέρι γνωστό ως HDE 226868. Τα δύο περιφέρονται το ένα γύρω από το άλλο τόσο κοντά που το υλικό από το αστέρι συλλαμβάνεται από τη μαύρη τρύπα. Καθώς το αστρικό υλικό υπερθερμαίνεται στον δίσκο προσαύξησης της μαύρης τρύπας, εκπέμπει τις ισχυρές ακτίνες Χ που εντοπίσαμε για πρώτη φορά. Αλλά υπάρχουν ακόμα πολλά που δεν γνωρίζουμε για το Cygnus X-1, και ένα από τα πιο βασικά είναι η απόστασή του.
Χρήση παράλλαξης για τη μέτρηση της απόστασης του Cygnus X-1. Πίστωση: Διεθνές Κέντρο Ερευνών Ραδιοαστρονομίας
Γνωρίζουμε ότι ο Cygnus X-1 βρίσκεται μερικές χιλιάδες έτη φωτός μακριά, αλλά ο προσδιορισμός της ακριβούς απόστασης είναι μια πρόκληση. Η απόσταση των κοντινών ουράνιων αντικειμένων συνήθως μετράται χρησιμοποιώντας παράλλαξη, όπου η φαινομενική θέση του αντικειμένου μετριέται σε σχέση με πιο μακρινά αντικείμενα. Οι πηγές ακτίνων Χ είναι δύσκολο να εντοπιστούν, επομένως αυτή η μέθοδος δεν είναι αποτελεσματική για αντικείμενα ακτίνων Χ. Το Cygnus X-1 εκπέμπει επίσης ραδιοφώς, οπότε θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ραδιοπαρατηρήσεις για να μετρήσετε την παράλλαξή του, αλλά αυτό επίσης δεν είναι πολύ ακριβές.
Αλλά μια νέα μελέτη χρησιμοποιεί μερικά κόλπα για να πάρει μια ακριβή μέτρηση απόστασης. Αντί να χρησιμοποιήσει μία μόνο κεραία ραδιοφώνου για τη μέτρηση της παράλλαξης, η ομάδα χρησιμοποίησε το Very Long Baseline Array (VLBA), το οποίο έχει δέκα πιάτα κεραίας διάσπαρτα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Μαζί δημιουργούν ένα εικονικό τηλεσκόπιο μεγέθους Αμερικής, το οποίο σας δίνει μεγαλύτερη ακρίβεια. Αλλά η ομάδα μέτρησε επίσης την κίνηση της μαύρης τρύπας και του αστρικού της συντρόφου. Αυτό τους επιτρέπει να μετρούν την απόσταση μεταξύ τους. Συνδυάζοντας αυτό με τις παρατηρήσεις παράλλαξης VLBA, η ομάδα υπολόγισε ότι το Cygnus X-1 βρίσκεται περίπου 7.000 έτη φωτός μακριά.
Αυτή είναι μια μεγαλύτερη απόσταση από ό,τι πιστεύαμε. Δεδομένου ότι η εκτίμησή μας για τη μάζα της μαύρης τρύπας βασίζεται στο μέτρο της απόστασής μας, αυτό σημαίνει επίσης ότι η μαύρη τρύπα είναι μεγαλύτερη από ό,τι πιστεύαμε. Η ομάδα υπολόγισε ότι η μάζα του είναι 21 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, η οποία είναι 50% μεγαλύτερη από τις προηγούμενες εκτιμήσεις.
Το Cygnus X-1 δεν είναι η πλησιέστερη μαύρη τρύπα στη Γη, αλλά με την εγγύτητά του και τις φωτεινές ακτίνες Χ, θα συνεχίσει να είναι η πιο μελετημένη τοπική μαύρη τρύπα. Και όπως δείχνει αυτή η τελευταία έρευνα, έχουμε ακόμα πολλά να μάθουμε.
Αναφορά:Miller-Jones, James CA, et al. ' Το Cygnus X-1 περιέχει μια μαύρη τρύπα ηλιακής μάζας 21-Επιπτώσεις για τους τεράστιους αστρικούς ανέμους .Επιστήμη(2021).