Cygnus X-1 (abrégé Cyg X-1) est une source de rayon X dans la constellation du Cygne, plus précisément une binaire X à forte masse. Ce fut le premier candidat trou noir clairement identifié.

Le système est composé d'une étoile variable supergéante bleu et d'un trou noir.

Découverte En 1965, les premières observations en rayon X eurent lieux grâce au programme Aerobee et permit d'identifier 8 source astrophysique de rayon X, dont Cygnus X-1 ( X répertoriée dans la constellation du Cygne). Parmi les sources d’intérêt, une étoile, , fut repérée par Louise Webster et Paul Murdin en orbite autour d'une des sources de rayons X.

Jusqu'au milieu du , les trous noirs n'étaient que des prédictions mathématiques de la relativité générale. Ainsi la nature de Cygnus X-1 fut longtemps débattu. Cela a valut la querelle amical entre Stephen Hawking et Kip Thorne. Ce fut finalement Kip Thorne qui gagna le paris puisqu'il y a bien un trou noir dans le système Cygnus X-1.

vignette|Vue d'artiste.

proposèrent à l'époque l'idée selon laquelle l'étoile était en orbite très serrée autour du trou noir et que de la matière qui lui était arrachée spiralait vers le trou noir, puis, atteignant son horizon, provoquait des émissions de rayons X particulièrement importantes. pensait alors que ce phénomène permettait dans le même temps à l'étoile de s'échapper de l'attraction de son voisin stellaire et que par conséquent le phénomène serait rare, ponctuel, voire jamais reproduit. Cependant, bien d'autres systèmes binaires tels que celui de Cygnus X-1 furent découverts ensuite, avec les mêmes rayonnements caractéristiques. En effet, on distingue aujourd'hui les binaires X dont le compagnon est une étoile massive (de type spectral ) ou de faible masse (pour les étoiles de type F à M), et qui alimentent un disque d'accrétion autour du trou noir grâce à un dépassement du lobe de Roche ou par vent stellaire respectivement.

Les observations du satellite Uhuru en 1971 relancèrent le débat scientifique à propos de Cygnus X-1. Premièrement, elles mirent en évidence le caractère irrégulier du rayonnement X. Deuxièmement, grâce aux lois de la gravitation, si l'on connaît la période de révolution et la masse de l'étoile, on peut déterminer la plus petite masse possible de l'autre objet du système. Le satellite Uhuru permit de déterminer avec précision cette période de révolution : . Ainsi fut précisée la valeur de solaires comme masse minimale pour le corps invisible. Cette valeur est au-dessus de la masse limite maximale pour les étoiles à neutrons et est donc considérée comme un indice fort que l'objet compact de Cygnus X-1 est un trou noir. identifia aussi Cygnus X-1 comme un trou noir, en utilisant le télescope de l'observatoire David Dunlap à l'université de Toronto au Canada.

Caractéristiques physiques L'étoile variable du système à une magnitude apparente de +8,9 (donc visible à l'œil avec de bonnes jumelles et dans de bonnes conditions). Les coordonnées de Cyg X-1 sont : ascension droite et déclinaison (pour l'époque J2000.0).

Le type spectral du compagnon stellaire dans Cyg X-1 est O9-B0, et une (supergéante). La masse de cette étoile est autour de . Le trou noir a une masse comprise entre . Cyg X-1 est l'une des sources persistantes dans les rayons X durs (c'est-à-dire avec une énergie plus grande que ) les plus brillantes du ciel. Cyg X-1 est située à environ , ou à peu près , de distance, telle que mesurée avec le VLBA entre 2009 et 2010..

Le trou noir de Cygnus X-1 fait environ de diamètre.

Formation Jusqu'en 2011, les astronomes pensaient que le trou noir stellaire de Cygnus X-1 était explicable par l'explosion d'une supernova de type , à partir d'une étoile au moins plus massive que le Soleil. Or la formation d'une telle supernova entraine également la formation d'une nébuleuse, par la dispersion d'éléments résiduels. Des mesures de vitesses plus précises, et la localisation par le VLBA de ce système stellaire, situé à , ainsi que l’absence de nébuleuse, jettent une ombre sur ce premier scénario.. Le trou noir serait dû à un simple effondrement gravitationnel, sans explosion d'une étoile en supernova, comme les travaux des théoriciens Robert Oppenheimer, George Volkoff et Hartland Snyder le prédisent.

Dans la culture Connexions musicales En 1977, Rush enregistra une chanson à propos d'un voyage imaginaire vers Cygnus X-1. La chanson apparaît dans l'album . Une suite à cette chanson est donnée en 1978 dans leur album qui explore les possibilités d'un « autre côté » symbolique de Cygnus X-1. En 1993, Matthias Matthew Hoffmann utilise le pseudonyme de Cygnus X pour composer ses musiques Trance dont le titre le plus connu s'appelle . En 1998, l'album de contient aussi une chanson appelée Cygnus X-1. En 2001, Weezer ont aussi proposé une chanson instrumentale du même nom pour leur quatrième album intitulé Maladroit.

Connexions cinématographiques Le Cygnus est le nom du vaisseau spatial qui s'apprête à explorer pour la un trou noir dans Le Trou noir de la ..

Notes et références

Voir aussi Bibliographie . . .

Articles connexes Astronomie en rayons X Cygnus X-3 Liste de trous noirs Radioastronomie

Liens externes

(traduction/adaptation française)

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