Hluboko v srdci souhvězdí Cygnus leží Labuť jinak neviditelný objekt zvaný Cygnus X-1. Jeho jméno vychází ze skutečnosti, že se jednalo o první galaktický rentgenový zdroj, který byl kdy objeven. K jeho detekci došlo během studené války mezi USA a Sovětským svazem, když znějící rakety začaly nést rentgenově citlivé nástroje nad zemskou atmosférou. Astronomové chtěli tyto zdroje nejen najít, ale bylo důležité rozlišit vysoce energetické události ve vesmíru od pravděpodobných událostí způsobených přicházejícími raketami. V roce 1964 tedy stoupla řada raket a první detekcí byl tento záhadný objekt v Cygnusu. V rentgenových paprscích to bylo velmi silné, ale neexistoval žádný protějšek viditelného světla. Co by to mohlo být?
Sourcing Cygnus X-1
Objev Cygnus X-1 byl velkým krokem v rentgenové astronomii. Když se otočily lepší nástroje, aby se podívaly na Cygnus X-1, začali astronomové získat dobrý pocit, co to může být. To také emitovalo přirozeně se vyskytující rádiové signály, což pomohlo astronomům zjistit, kde přesně byl zdroj. Vypadalo to, že je velmi blízko hvězdě zvané HDE 226868. To však nebyl zdroj rentgenových a rádiových emisí. Nebylo to dost horké, aby generovalo tak silné záření. Takže tam muselo být něco jiného. Něco masivního a mocného. Ale co?
Další pozorování odhalila něco dostatečně masivního, aby to bylo hvězdná černá díra obíhající v systému s modrou supergiantní hvězdou. Samotný systém by mohl být starý asi pět miliard let, což je asi ten pravý věk, aby mohla hvězda 40-solární hmoty žít, ztratit spoustu své hmoty a pak se zhroutit, aby vytvořila černou díru. Záření pravděpodobně pochází z dvojice trysek, které vyčnívají z černé díry - což by bylo dostatečně silné, aby vysílalo silné rentgenové a rádiové signály.
Zvláštní povaha Cygnus X-1
Astronomové nazývají Cygnus X-1 galaktickým rentgenovým zdrojem a charakterizují objekt jako vysoce-hromadný rentgenový binární systém. To jednoduše znamená, že existují dva objekty (binární) obíhající společné centrum hmoty. Okolo černé díry je velké množství materiálu, který se zahřívá na extrémně vysoké teploty, které vytváří rentgenové paprsky. Trysky přenášejí materiál pryč z oblasti černé díry velmi vysokou rychlostí.
Je zajímavé, že astronomové také považují systém Cygnus X-1 za mikrokvar. To znamená, že má mnoho společných vlastností s kvazary (zkratka pro kvazi-hvězdné rádiové zdroje). Jsou to kompaktní, masivní a velmi rentgenové paprsky. Kvazary jsou viděny z celého vesmíru a jsou považovány za velmi aktivní galaktická jádra se supermasivními černými dírami. Mikroquasar je také velmi kompaktní, ale mnohem menší, a také jasný v rentgenovém záření.
Jak vytvořit podobný objekt
Vytvoření Cygnus X-1 se stalo ve skupině hvězd zvané asociace OB3. Jsou to docela mladé, ale velmi masivní hvězdy. Žijí krátký život a mohou zanechat krásné a zajímavé předměty, jako jsou supernova zbytky nebo černé díry. Hvězda, která vytvořila černou díru v systému, se nazývá „progenitorová“ hvězda a mohla ztratit až tři čtvrtiny své hmoty, než se stala černou dírou. Materiál v systému se pak začal točit kolem, přitahovaný gravitací černé díry. Jak se pohybuje v akrečním disku, je zahříván třením a aktivitou magnetického pole. Tato akce způsobí, že vydá rentgenové paprsky. Nějaký materiál je nalit do trysek, které jsou také přehřáté. Vydávají rádiové emise.
V důsledku působení v cloudu a tryskách mohou signály kmitat (pulzovat) během krátkých časových období. Právě tyto mise a pulzace upoutaly pozornost astronomové. Doprovodná hvězda navíc ztrácí hmotu prostřednictvím svého hvězdného větru. Tento materiál se vtáhne do akrečního disku kolem černé díry, což zvyšuje složitost akcí probíhajících v systému.
Astronomové nadále studují Cygnus X-1, aby určili více o své minulosti a budoucnosti. Je to fascinující příklad toho, jak hvězdy a jejich vývoj mohou vytvářet podivné a úžasné nové objekty, které dávají stopy jejich existenci ve světelných letech vesmíru.