Cygnus X-1: чёрная дыра, с которой всё началось⁠⁠

Cygnus X-1: чёрная дыра, с которой всё началось

В 1974 году Стивен Хокинг и Кип Торн поспорили, действительно ли объект Cygnus X-1 является чёрной дырой. Исход пари оказался ясен в далёком 1990 году, но до сих пор «первая» в мире чёрная дыра остается загадкой.

Авторская концепция бинарной системы Cygnus X-1.

Международный центр радиоастрономических исследований

https://youtu.be/QTq8klFUsak

Чёрные дыры — хитрые штучки. Хотя теория относительности Эйнштейна предсказала их существование, открытие подобных объектов было довольно сложной задачей. В отличие от звёзд, чёрные дыры не излучают света, поэтому единственное, что мы можем узнать о них — это их размер.

Сегодня мы знаем, что чёрные дыры всё-таки существуют — у нас даже есть их изображение! Первая из них, Cygnus X-1, была открыта в 1964 году, но потребовалось почти 30 лет, чтобы два ведущих физика в исследовании чёрных дыр, Стивен Хокинг и Кип Торн, согласились с тем, что Cygnus X-1 действительно является чёрной дырой.

https://astronomy.com/news/2019/04/event-horizon-telescope-r...

Знаменитая ставка на чёрную дыру

Хокинг почти не сомневался в существовании чёрных дыр. В конце концов он пocвятил жизнь изучeнию нe тoлькo Bceлeннoй, нo и любимыx чёpныx дыp. Но уверенности было мало, необходимо было найти подобный объект, а с этим у астрономов была проблема.

Это отсутствие открытий, по понятным причинам, заставило Хокинга нервничать — вот почему он подстраховал свои исследовательские усилия пари.

Для меня это была своего рода страховка. Я проделал большую работу, и всё это было бы напрасно, если бы оказалось, что чёрных дыр не существует. Но в таком случае у меня будет утешительный приз — выигранное пари.

«Краткая история времени«

Когда ставка была сделана, он и Торн были на 80 процентов уверены, что Cygnus X-1-это чёрная дыра. К 1988 году оба были уверены на 95 процентов. К 1990 году были проведены дальнейшие наблюдения за этой системой, и Хокинг был вынужден признать наличие в ней чёрной дыры. И, по словам Торна, Хокинг выжидал удобного момента, чтобы признать свое поражение.

По условиям спора, если этот источник окажется черной дырой, Хокинг подарит Торну годовую подписку на «Penthouse», но, если будет доказано, что это не черная дыра, Торн подарит Хокингу четырехлетнюю подписку на сатирический журнал «Private Eye». В июне 1990 года Хокинг решил, что данные однозначно свидетельствуют, что он проиграл, и честно подарил Торну, что обещал, но не просто так: Хокинг есть Хокинг, поэтому он не упустил случая пошалить и попросил приятеля забраться в кабинет Торна в Калтехе и найти там документ с записью условий пари, после чего бумагу доставили Хокингу, и он официально «подписал» акт о своем поражении отпечатком пальца, а затем документ подбросили обратно Торну, и он впоследствии его нашел. В течение следующего года Торн регулярно получал обещанные выпуски «Penthouse».

«Стивен Хокинг». Майкл Уайт, Джон Гриббин

https://elementy.ru/bookclub/chapters/434760/Stiven_Khoking_...

Cygnus X-1 находится на расстоянии 7200 световых лет в созвездии Лебедя.

NASA/CXC/SAO

Более пристальный взгляд на Cygnus X-1

Cygnus X-1 был впервые обнаружен в 1964 году во время запуска суборбитальный ракеты с детекторами на борту, которые по сути представляли собой примитивные счётчики Гейгера. Приборы засекли сигнал, который исходил из системы голубого сверхгиганта, вращающуюся вокруг другого массивного объекта. Второй объект, как определили исследователи, также сильно излучал рентгеновские лучи.

С момента своего открытия Cygnus X-1 был в центре внимания многочисленных исследований. Но, как оказалось, первая в мире чёрная дыра всё ещё не закончила удивлять физиков.

Недавнее исследование, опубликованное 18 февраля в журнале Science, показало, что чёрная дыра имеет 21 солнечную массу. Это делает объект самой большой чёрной дырой звёздной массы, когда-либо обнаруженной без использования исследований гравитационных волн. И, по мнению исследователей, эти новые данные бросают вызов пониманию астрономами того, как формируются чёрные дыры.

https://science.sciencemag.org/content/early/2021/02/23/scie...

Звёзды теряют массу под влиянием звёздного ветра. Но чтобы из звезды появилась такая тяжелая чёрная дыра, в течение своей жизни звезда должна была потерять очень мало от своей массы. Чёрная дыра в системе Cygnus X-1 зародилась как звезда, масса которой примерно в 60 раз превышала массу Солнца, и сколлапсировала десятки тысяч лет назад. Невероятно, но каждые пять с половиной дней чёрная дыра вращается вокруг своей звезды-компаньона. Новые наблюдения свидетельствуют о том, что чёрная дыра более чем в 20 раз превышает массу нашего Солнца.

Илья Мандель, профессор Университета Монаша

Невероятная масса Cygnus X-1 — это не единственный рекордный аспект. Как объясняет соавтор исследования Сюэшань Чжань, «Объект вращается невероятно быстро — скорость очень близка к скорости света«.

Убедительные доказательства существования чёрных дыр появились сравнительно недавно, но становится всё более ясно, что они рассеяны по всему космосу. И даже если астрономы в конечном итоге распутают все тайны Cygnus X-1 — первого в своём роде — его бесчисленные «родственники» обеспечат нас новыми загадками и сюрпризами.

Источник