Voir la source de Cygnus X-1

{{voir homonymes|X-1}}
{{confusion|Cygnus X-3}}
{{Infobox Binaire X
 | nom                  = Cygnus X-1
 | image                = Chandra_image_of_Cygnus_X-1.jpg
 | légende              = Image de Cygnus X-1 par le télescope spatial [[Chandra (télescope spatial)|Chandra]].
 | type                 = [[Binaire X à forte masse]]
 | ascension droite     = 19/58/21.67
 | déclinaison          = +35/12/05.77
 | distance             = ~6000
 | distance parsec      = ~1860
 | constellation        = [[Cygne (constellation)|Cygne]]
 | carte UAI            = Cygne
 | type objet compact   = [[Trou noir stellaire]]
 | masse objet compact  = 8.7 ± 0.8
 | type spectral étoile = O9.7 Iab
 | masse étoile         = 20 à 40
 | magnitude apparente  = 8.9
 | magnitude absolue    = -6.5 ± 0.2
 | nom étoile           = HDE 226868, V1357 Cyg, HIP 98298
 | demi-grand axe       = 0.2
 | période              = 134.40
 | date découverte      = 1964
}}
En [[astronomie]], '''Cygnus X-1''' est une [[binaire X à forte masse]] et fut le premier candidat [[trou noir]] clairement identifié.

== Découverte ==
L'étude des systèmes [[Binaire X|binaires X]] est à l'origine du crédit croissant de la théorie des [[trou noir|trous noirs]] dans la [[communauté scientifique]]. Les observations les plus importantes ont été faites dans les galaxies proches, à commencer par la nôtre, la [[Voie lactée]]. {{vague|La découverte et l'étude précise du système binaire Cygnus X-1 a permis de fournir pour la première fois une indication tangible de l'existence d'un trou noir, objet astrophysique prédit par la théorie de la [[relativité générale]].}}

Jusqu'au milieu du {{s-|XX}}, les trous noirs n'étaient que des prédictions mathématiques. En [[1965]], les premières observations dignes d'intérêt eurent lieu : une [[étoile]], {{nobr|[[HD 226868]]}}, fut repérée par [[Louise Webster]] et [[Paul Murdin]] en orbite autour d'une [[Source astrophysique de rayons X|source de rayons X]]. Ils appelèrent ce système binaire présumé '''Cygnus X-1''' ({{1re|source}} X répertoriée dans la [[Cygne (constellation)|constellation du Cygne]]). Un peu plus tard, en 1971, {{lien|lang=en|trad=Tom Bolton (astronomer)|fr=Charles Thomas Bolton|texte=Tom Bolton}} identifia Cygnus X-1 comme un trou noir, en utilisant le télescope de l'[[observatoire David Dunlap]] à l'[[université de Toronto]] au [[Canada]].

[[Fichier:Cygnus X-1.png|vignette|[[Vue d'artiste]].]]

{{qui|Les scientifiques en faveur des trous noirs}} proposèrent à l'époque l'idée selon laquelle l'étoile {{nobr|HD 226868}} était en orbite très serrée autour du trou noir et que de la matière qui lui était arrachée [[Accrétion|spiralait vers le trou noir]], puis, atteignant son [[Horizon (trou noir)|horizon]], provoquait des émissions de [[Rayon X|rayons X]] particulièrement importantes. {{qui|On}} 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]] {{lien|lang=en|trad=OB star|fr=étoile OB|texte=O ou B}}) 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 (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 : {{nombre|5,6|jours}}. Ainsi fut précisée la valeur de {{nombre|6|masses}} solaires comme [[masse minimale]] pour le corps invisible. Cette valeur est au-dessus de la masse limite maximale pour les [[Étoile à neutrons|étoiles à neutrons]] et est donc considérée comme un indice fort que l'objet compact de Cygnus X-1 est un trou noir.

== Caractéristiques physiques ==
'''Cygnus X-1''' (qui est souvent abrégé '''Cyg X-1''' par les [[astronome]]s) est une [[binaire X à forte masse]], et contient une [[étoile supergéante]] comme compagnon. Ce dernier est une [[étoile variable]] avec une [[magnitude apparente]] de +8,9 (donc visible à l'œil avec de bonnes [[jumelles]] et dans de bonnes conditions). Les [[coordonnée]]s de Cyg X-1 sont : [[ascension droite]] {{Ascension droite|19|58|21,67}} et [[Déclinaison (astronomie)|déclinaison]] {{déc|35|12|05,77}} (pour l'[[Époque (astronomie)|époque]] [[J2000.0]]).

Le [[type spectral]] du compagnon stellaire dans Cyg X-1 est O9-B0, et une {{nobr romains|[[classe de luminosité]] I}} (supergéante){{sfn|id=Pandey|Pandey|Rao|Pooley|2005|p=526}}. La masse de cette étoile est autour de {{unité|20|à=30|[[Masse molaire|masses solaires]]}}. Le trou noir a une masse comprise entre {{unité|7|et=13|[[Masse solaire|<math>M_{\odot}</math>]]}}. Cyg X-1 est l'une des sources persistantes dans les [[Rayon X|rayons X]] durs (c'est-à-dire avec une énergie plus grande que {{nombre|20|k[[Électron-volt|eV]]}}) les plus brillantes du ciel. Cyg X-1 est située à environ {{nombre|1860|[[parsec]]s}}, ou à peu près {{nombre|6000|[[Année-lumière|années-lumière]]}}, de distance, telle que mesurée avec le [[Very Long Baseline Array|VLBA]] entre 2009 et 2010<ref>{{Lien arXiv
   | auteur = Mark J. Reid, Jeffrey E. McClintock, Ramesh Narayan, Lijun Gou, Ronald A. Remillard, Jerome A. Orosz
   | titre = The Trigonometric Parallax of Cygnus X-1
   | année = 2011
   | version = 2
   | eprint = arXiv:1106.3688v2
 }}.</ref>.

Le trou noir de Cygnus X-1 fait environ {{unité|60|km}} 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 {{nobr romains|SN II}}, à partir d'une étoile au moins {{nombre|30|fois}} 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 [[Very Long Baseline Array|VLBA]] de ce système stellaire, situé à {{unité|6070|[[Année-lumière|années-lumière]]}}, ainsi que l’absence de nébuleuse, jettent une ombre sur ce premier scénario<ref name="FS">{{harv|texte=Futura Science, Laurent Sacco|id=FS}}.</ref>. 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<ref name="FS" />.

== Dans la culture ==
=== Connexions musicales ===
En [[1977]], [[Rush (groupe)|Rush]] enregistra une chanson à propos d'un voyage imaginaire vers Cygnus X-1. La chanson apparaît dans l'album ''{{lang|en|[[A Farewell to Kings]]}}''. Une suite à cette chanson ''{{lien|lang=en|trad=Cygnus X-1 (song series)|fr=series Cygnus X-1|texte={{lang|en|Cygnus X-1 {{nobr romains|Book II}}: Hemispheres}}}}'' est donnée en 1978 dans leur album ''[[Hemispheres (album)|{{lang|en|Hemispheres}}]]'' 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 ''{{lang|en|The Orange Theme}}''. En 1998, l'album ''{{lang|en|Gold}}'' de {{Lien|fr=Bethany Curve|lang=it|trad=Bethany Curve|texte={{lang|en|Bethany Curve}}}} 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 {{1re|fois}} un trou noir dans ''[[Le Trou noir]]'' de la {{lang|en|[[Walt Disney Pictures]]}}<ref name="MSR Part1">{{article |langue=en |titre=The Black Hole - Part One: The Evolution of a Film |auteur1=[[Carl Sagan]] |périodique={{lang|en|Mediascene Prevue}} |numéro=39 |date=Septembre-Octobre 1979 |pages=4-9 |lire en ligne=https://www.byyourcommand.net/cylongallery/thumbnails.php?album=1278&page=1 |consulté le=20 janvier 2022 }}.</ref>.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Bibliographie ===
* {{article | langue = en | auteur1 = M. Pandey | auteur2 = A. P. Rao | auteur3 = G. G. Pooley | et al. = oui | titre = Low frequency radio monitoring of Cygnus X-1 and Cygnus X-3 | périodique = Astronomy and Astrophysics | date = 04 octobre 2005 | consulté le = 14 avril 2019 | format électronique = pdf | lire en ligne = https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2006/08/aa3437-05.pdf | id=Pandey}}.
* {{ouvrage | langue = en | auteur1 = Gursky Herbert | auteur2 = Ruffini Remo | auteur3 = Stella Luigi | titre = Exploring The Universe | sous-titre = A Festschrift In Honor Of R Giacconi | éditeur = World Scientific | date = 27 septembre 2000 | totales = 396 | consulté le = 17 avril 2019 | lire en ligne = https://books.google.fr/books?id=H07VCgAAQBAJ&pg=PA1}}.
* {{ouvrage | langue = en | auteur1 = [[Riccardo Giacconi]] | directeur1 = oui | auteur2 = L. Kaper | directeur2 = oui | auteur3 = E.P.J. van den Heuvel | directeur3 = oui | titre = Black Holes in Binaries and Galactic Nuclei | titre volume = Diagnostics, Demography and Formation | sous-titre = Proceedings of the ESO Workshop Held at Garching, Germany, 6-8 September 1999, in Honour of Riccardo Giacconi | éditeur = Springer Science & Business Media | date = 26 février 2001 | pages totales = 378 | consulté le = 11 avril 2019 | lire en ligne = https://books.google.fr/books?id=whZ-AYBH6zYC&pg=PA1}}.

=== Articles connexes ===
* [[Astronomie en rayons X]]
* [[Cygnus X-3]]
* [[Liste de trous noirs]]
* [[Radioastronomie]]

=== Liens externes ===
* {{Simbad|id=Cygnus+X-1}}
* {{lien web|id=FS|url=http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/surprise-le-trou-noir-de-cygnus-x1-ne-proviendrait-pas-dune-supernova_34767/|titre=Surprise : le trou noir de Cygnus X1 ne proviendrait pas d'une supernova|site=Futura science|auteur=Laurent Sacco}}

{{Palette|Trou noir stellaire|Étoiles du Cygne}}
{{Portail|astronomie|étoiles}}

[[Catégorie:Constellation du Cygne]]
[[Catégorie:Binaire X à forte masse]]
[[Catégorie:Étoile de type spectral OI]]
[[Catégorie:Trou noir stellaire]]
[[Catégorie:Microquasar]]
[[Catégorie:Objet du Bonner Durchmusterung]]
[[Catégorie:Objet du catalogue Henry Draper|226868]]
[[Catégorie:Objet du catalogue Hipparcos|098298]]