Cygnus X-1 překvapila. Je hmotnější a vzdálenější než jsme mysleli

Černou díru Cygnus X-1 zná každý. Jak se ale ukazuje, rozhodně to neznamená, že by tahle soustava rentgenové dvojhvězdy byla nudná. Podle nového výzkumu je tahle černá díra dvakrát těžší než jsme si mysleli a také je podstatně dál, asi o 1000 světelných let. Také rotuje rychlostí blízkou rychlosti světla, což je rekord mezi známými černými dírami.

Divoký systém Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

Černé díry jsme znali už dávno, ale jen teoreticky, díky rovnicím Einsteinovy obecné relativity. Trvalo to dlouhá desetiletí, než byl v roce 1973 dříve objevený silný zdroj rentgenového záření v Mléčné dráze Cygnus X-1 ze souhvězdí Labutě většinou odborníků uznán jako první známá černá hvězdné velikosti.

James Miller-Jones. Kredit: ICRAR.

Rok poté Kip Thorne uzavřel ohledně objektu Cygnus X-1 legendární sázku se Stephenem Hawkingem, přičemž Hawking tvrdil, že to černá díra není. Svou prohru uznal v roce 1990. Dnes víme, že Cygnus X-1 je masivní rentgenová dvojhvězda, která zahrnuje modrého veleobra spektrální třídy O, plus velmi hmotný a zároveň velmi malý objekt, což je se vší pravděpodobností černá díra. Cygnus X-1 se stal oblíbeným objektem pozorování a je jedním z nejvíce prozkoumaných objektů tohoto typu. To ale neznamená, že by nedokázal překvapit.

Určení vzdálenosti systému Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

James Miller-Jones z australské Curtin University vedl mezinárodní tým, který využil síť radioteleskopů Very Long Baseline Array, rozkládající se na americkém kontinentu k detailnímu měření vzdálenosti objektu Cygnus X-1. Černou díru pozorovali po 6 dní, během nichž se černá díra oběhne s modrým veleobrem. Data pak porovnali s pozorováními stejnou sítí radioteleskopů z roku 2011.

Slunce a Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

Z jejich výzkumu vyplynulo, že černá díra Cygnus X-1 je více než 20 krát hmotnější než Slunce. To je zhruba dvojnásobné zvýšení odhadu její hmotnosti. Dospěli k tomu díky podstatnému zvýšení odhadu vzdálenosti Cygnus X-1. Podle jejich výpočtů je vzdálená 7 100 světelných let, což je asi o 1 000 světelných let více než u předchozích odhadů. Badatelé jsou přesvědčeni, že tato černá díra vznikla z gigantické hvězdy, jejíž hmotnost byla cca 60 Sluncí. Do černé díry se zhroutila před desítkami tisíců let. Zároveň vyšlo najevo, že tato černá díra velice rychle rotuje, rychlostí blízkou rychlosti světla, což je rekord mezi známými černými dírami.

Pokud jsou jejich výpočty a úvahy správné, tak Cygnus X-1 představuje nejvíce hmotnou černou díru hvězdné velikosti, kterou jsme detekovali bez pozorování gravitačních vln. Ve skutečnosti je v tomto případě tak hmotná, že se pohybuje na hraně našich teorií o vzniku černých děr.

Video: CYGNUS X-1: the most massive black hole near to Earth

Literatura

ICRAR 19. 2. 2021.

arXiv:2102.09093.

arXiv:2102.09092.

Autor: Stanislav Mihulka

Datum: 23.02.2021

Tisk článku

Související články:

Pátrání po dalších dvou záhadách supernovy 1987A Autor: Vladimír Pecha (19.12.2014)
Rekordně pomalý pulzar si „zívne“ jednou za 23,5 sekundy Autor: Stanislav Mihulka (26.10.2018)
Nabíjení pulsaru pro extrémní výtrysk záření v přímém přenosu Autor: Stanislav Mihulka (14.06.2020)

Diskuze:

Martin Zeithaml,2021-02-25 20:00:37

Stačí přesně měřit a hned je o trochu temné hmoty méně :) a to jen jedna černá díra.
Ta rotace je hodně nešťastně podaná. Černou díru nemůžeme vidět, ani měřit, protože je za horizontem událostí a ten je zase jen virtuální hranice.
Asi tam měl být spíš uveden akretační disk. U něj se relativistické rychlosti dají předpokládat, když se v něm část hmoty mění na energii.