はくちょう座X-1

はくちょう座X-1（はくちょうざエックスワン、Cygnus X-1、Cyg X-1^[4]）は、太陽系から見てはくちょう座の方向約7,300光年の位置にある、ブラックホールに関わるものとして広く認められた最初のX線源である^[5]。地球から観測可能なX線源としては最も強力な天体の1つで、HD 226868という青色超巨星とブラックホールによる連星系であると考えられている。1964年に観測ロケットによる観測で発見された。

はくちょう座X-1の想像図

はくちょう座X-1 Cygnus X-1
X線観測衛星「チャンドラ」によるはくちょう座X-1の撮像。
星座	はくちょう座
見かけの等級 (mv)	8.91等[1]
変光星型	回転楕円体 (ELL)
分類	青色超巨星とブラックホール 候補天体による連星系
位置 元期:J2000.0
赤経 (RA, α)	19h 58m 21.6758193269s[1]
赤緯 (Dec, δ)	+35° 12′ 05.784512695″[1]
視線速度 (Rv)	-2.70 km/秒[1]
固有運動 (μ)	赤経：-3.812 秒/年[2] 赤緯：-6.310 秒/年[2]
年周視差 (π)	0.4439 ± 0.0149ミリ秒[2] （誤差3.4%）
距離	7300 ± 200 光年[注 1] （2250 ± 80 パーセク[注 1]）
絶対等級 (MV)	-2.9[注 2]
はくちょう座X-1ははくちょう座η星の近くにある。
軌道要素と性質
軌道の種類	楕円軌道
平均公転半径	0.160±0.013 au
公転周期 (P)	5.599829日[3]
物理的性質
スペクトル分類	O9.7Iabpvar[1]
色指数 (B-V)	+0.81[1]
色指数 (U-B)	+0.34[1]
他のカタログでの名称
はくちょう座V1357 (V1357 Cyg), BD +34°3815, HD(E) 226868, HIP 98298, SAO 69181[1]
■Template （■ノート ■解説） ■Project

ブラックホールと考えられるコンパクト天体の質量は21.2 M_☉（太陽質量）と推定されている^[6]。主星の青色超巨星とブラックホールは、約0.16 天文単位 (au) の距離で公転している^[6]。これは、太陽-水星間の距離の半分にも満たない。

強力なX線は、ブラックホールを取り巻く降着円盤の内側で生じている。降着円盤は、青色超巨星の強力な恒星風で吹き飛ばされたガスがブラックホールに流れ込むことで形成されており、数百万ケルビン (K) に加熱された降着円盤の内側から強いX線が放出されている^[7]。ブラックホールに落下しようとする物質のエネルギーの一部は、降着円盤を挟むかたちで位置する一対の垂直なジェットによって星間空間に運び出されている。

HD 226868星系^{[注 3]}は「はくちょう座OB3」と呼ばれるアソシエーションに属している可能性があり、その場合ブラックホールの年齢は約500万歳で、前駆天体となった恒星は40 M_☉以上の質量を持っていたものと推測される。前駆天体の質量の多くは恒星として輝いていた期間のうちに恒星風として排出されてしまったと思われる。もし前駆天体が超新星爆発を起こしていれば、残されたコンパクト天体が連星系から弾き出されてしまうこともあり得るため、超新星爆発を経ずに直接ブラックホールとなった可能性も示唆されている^[8]。

1974年^{[注 4]}に、スティーブン・ホーキングとキップ・ソーンは、はくちょう座X-1がブラックホールか否かという賭けを行い、ホーキングは否定、ソーンは肯定に回った。その後1990年にブラックホールであることを支持する観測結果が報告され、ホーキングは負けを認めている^[9]。