Cygnus X-1

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HDE 226868
HDE 226868, la controparte ottica di Cygnus X-1, è la stella più brillante della coppia al centro del campo stellare
ClassificazioneSupergigante blu
Classe spettraleO9,7Iab[1]
Tipo di variabileEllissoidale rotante
CostellazioneCigno
Distanza dal Sole7140 ± 400 a.l.
2190 ± 100 pc
Coordinate
(all'epoca J2000.0)
Ascensione retta19h 58m 21,67595s[2]
Declinazione+35° 12′ 05,7783″[2]
Lat. galattica+03,0668°[1]
Long. galattica+71,3350°[1]
Dati fisici
Raggio medio20–22[3] R⊙
Massa
14-16[4] M⊙
Acceleraz. di gravità in superficielogg=3,31 ± 0,07[5]
Temperatura
superficiale
  • 31 000 K[6] (media)
Luminosità
3–4 × 105[3] L⊙
Indice di colore (B-V)+0,81[7]
Età stimata5 × 106 anni[8]
Dati osservativi
Magnitudine app.8,95[1]
Magnitudine ass.−6,5 ± 0,2[9]
Parallasse0,539 ± 0,0330[10] mas
Moto proprioAR: −3,82[1] mas/anno
Dec: −7,62[1] mas/anno
Velocità radiale−13[1] km/s
Nomenclature alternative
AG (o AGK2)+35 1910, BD+34 3815, HD (o HDE) 226868, HIP 98298, SAO 69181, V1357 Cyg.[1]
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Cygnus X-1 (abbreviato in Cyg X-1)[11] è una nota sorgente di raggi X[12] osservabile nella costellazione del Cigno. Scoperta in seguito a una campagna osservativa nel 1964, è una delle sorgenti di raggi X più intense rilevabili dalla Terra, con un picco di densità di flusso pari a 2,3×10−23 Wm−2Hz−1 (2,3×103 Jy).[13][14] La sorgente è un oggetto compatto, molto probabilmente un buco nero, la cui massa, secondo le stime più recenti, ammonterebbe a 14,8 volte quella del Sole (M⊙).[4]

Cygnus X-1 fa parte di una binaria a raggi X di grande massa formata, oltre che dall'oggetto compatto, da una supergigante blu variabile (catalogata come HDE 226868); la stella e l'oggetto compatto orbitano attorno al baricentro del sistema ogni 5,6 giorni, con una separazione media di 0,2 UA.[15] Il vento emesso dalla stella spiraleggia attorno al buco nero alimentando un disco di accrescimento[16] dalle cui regioni più interne, scaldate a temperature di milioni di kelvin, si origina l'emissione di raggi X osservata.[17][18] Perpendicolarmente al disco si dipartono due getti relativistici, che espellono nello spazio interstellare una parte della materia che va ad affluire verso il buco nero.[19]

Cygnus X-1 avrebbe un'età di circa 5 milioni di anni e si sarebbe formata a partire da una stella massiccia di 40 M⊙, che avrebbe perso gran parte della propria materia attraverso il vento stellare. Secondo i modelli più accreditati, il nucleo della stella, al termine della fase di fusione del silicio, sarebbe collassato direttamente in un buco nero, senza determinare l'esplosione dell'astro in supernova: infatti, qualora ciò fosse accaduto, la forza rilasciata dall'esplosione avrebbe determinato l'espulsione del residuo compatto e, quindi, la disgregazione del sistema.[8]

Il sistema appartiene con probabilità all'associazione OB Cygnus OB3, un'associazione stellare che dista circa 6 070 anni luce dal sistema solare.[8]

Cygnus X-1 è stata l'oggetto nel 1974 di una scommessa scherzosa tra i fisici Stephen Hawking e Kip Thorne, nella quale Hawking scommise che la sorgente non fosse originata da un buco nero. Il fisico britannico decise però di arrendersi quando, a partire dal 1990, i dati osservativi rinforzarono l'ipotesi dell'esistenza del buco nero, oggi in larga parte confermata.[20]

  1. ^ a b c d e f g h V* V1357 Cyg -- High Mass X-ray Binary, su simbad.u-strasbg.fr, SIMBAD, Centre de Données astronomiques de Strasbourg, 3 marzo 2003. URL consultato il 3 marzo 2008.
  2. ^ a b F. van Leeuwen, Validation of the new Hipparcos reduction, in Astronomy and Astrophysics, vol. 474, n. 2, novembre 2007, pp. 653-664, DOI:10.1051/0004-6361:20078357, arXiv:0708.1752.
  3. ^ a b J. Ziółkowski, Evolutionary constraints on the masses of the components of HDE 226868/Cyg X-1 binary system, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 358, n. 3, 2005, pp. 851-859, DOI:10.1111/j.1365-2966.2005.08796.x, arXiv:astro-ph/0501102. URL consultato il 4 marzo 2008. Nota: per il raggio e la luminosità, si veda la Tabella 1 con d=2 kpc.
  4. ^ a b J. Orosz, The Mass of the Black Hole In Cygnux X-1, su iopscience.iop.org, 1º dicembre 2011. URL consultato il 24 marzo 2012.
  5. ^ P. Hadrava, Optical spectroscopy of Cyg X-1, Proceedings of RAGtime 9: Workshops on black holes and neutron stars, Opava, Repubblica Ceca, 15-21 settembre 2007, arXiv:0710.0758.
  6. ^ Integral's view of Cygnus X-1, su hubble.esa.int, ESA, 10 giugno 2003. URL consultato il 20 marzo 2008.
  7. ^ J. Bregman et al., Colors, magnitudes, spectral types and distances for stars in the field of the X-ray source Cyg X-1, in Lick Observatory Bulletin, vol. 647, 1973, p. 1.
  8. ^ a b c I. F. Mirabel, I. Rodrigues, Formation of a Black Hole in the Dark, in Science, vol. 300, n. 5622, 2003, pp. 1119-1120, Bibcode:2003Sci...300.1119M, DOI:10.1126/science.1083451, PMID 12714674, arXiv:astro-ph/0305205. URL consultato il 15 marzo 2008.
  9. ^ Z. Ninkov, G. A. H. Walker, S. Yang, The primary orbit and the absorption lines of HDE 226868 (Cygnus X-1), in Astrophysical Journal, vol. 321, 1987, pp. 425-437, DOI:10.1086/165641.
  10. ^ M. J. Reid et al, The Trigonometric Parallax of Cygnus X-1, in The Astrophysical Journal, vol. 742, n. 2, dicembre 2011, DOI:10.1088/0004-637X/742/2/83, arXiv:1106.3688.
  11. ^ S. Bowyer et al., Cosmic X-ray Sources, in Science, vol. 147, n. 3656, 1965, pp. 394-398, DOI:10.1126/science.147.3656.394, PMID 17832788.
  12. ^ Observations: Seeing in X-ray wavelengths, su esa.int, ESA, 5 novembre 2004. URL consultato il 12 agosto 2008.
  13. ^ W. Lewin, M. Van Der Klis, Compact Stellar X-ray Sources, in Cambridge University Press, 2006, p. 159, ISBN 0-521-82659-4.
  14. ^ 2010 X-Ray Sources, in The Astronomical Almanac, U.S. Naval Observatory. URL consultato il 4 agosto 2009 (archiviato dall'url originale il 28 marzo 2010). dà un range di 235–1320 μJy alle energie di 2–10 kEv; 1Jy = 10−26Wm−2 Hz−1.
  15. ^ C. Brocksopp et al., An Improved Orbital Ephemeris for Cygnus X-1, in Astronomy & Astrophysics, vol. 343, 1999, pp. 861-864, arXiv:astro-ph/9812077.
  16. ^ D. R. Gies, C. T. Bolton, The optical spectrum of HDE 226868 = Cygnus X-1. II — Spectrophotometry and mass estimates, in The Astrophysical Journal, Part 1, vol. 304, 1986, pp. 371-393, DOI:10.1086/164171.
  17. ^ S. Nayakshin, J. B. Dove, X-rays From Magnetic Flares In Cygnus X-1: The Role Of A Transition Layer, in eprint arXiv:astro-ph/9811059, 3 novembre 1998.
  18. ^ A. J. Young et al., A Complete Relativistic Ionized Accretion Disc in Cygnus X-1, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 325, n. 3, 2001, pp. 1045-1052, DOI:10.1046/j.1365-8711.2001.04498.x, arXiv:astro-ph/0103214.
  19. ^ E. Gallo, R. Fender, Accretion modes and jet production in black hole X-ray binaries, in Memorie della Società Astronomica Italiana, vol. 76, 2005, pp. 600-607, arXiv:astro-ph/0509172.
  20. ^ Galaxy Entree or Main Course? (XML), su astronomy.swin.edu.au, Swinburne University. URL consultato il 31 marzo 2008.