Астрофизики из Польши и США смоделировали эволюцию двойной системы Лебедь X-1, излучение которой было зарегистрировано ещё в 1964 году.

В Лебеде Х-1 находятся звезда-гигант спектрального класса О и массивный компактный объект, совершающие орбитальное движение с периодом в 5,6 дня. Уже в 1972-м было установлено, что компаньоном гиганта, вероятнее всего, служит чёрная дыра с аккреционным диском, к которой постепенно переходит вещество, уносимое звёздным ветром. Оказавшись в диске, вещество разогревается и излучает в рентгеновском диапазоне.

Несколько десятков лет система наблюдалась не только в рентгеновском, но и в оптическом, ультрафиолетовом и радиочастотном диапазонах, что сделало её одной из наиболее хорошо изученных двойных. Точное значение расстояния между Лебедем X-1 и нашей планетой — 6 067 (+391, –359) световых лет — было определено, однако, совсем недавно; опираясь на этот результат, теоретики оценили массу звезды (19,2 ± 1,9 солнечной) и массу её компаньона (14,8 ± 1,0 солнечной).

Элементы системы Лебедь X-1

Указанные величины авторы использовали при моделировании взаимодействий в Лебеде X-1. Как выяснилось, менее чем через 0,2 млн лет гигант должен заполнить свою полость Роша (область пространства около звезды, где её притяжение преобладает), процесс передачи вещества в системе ускорится, и масса светила упадёт до 4,2 солнечной, а масса чёрной дыры, напротив, возрастёт до 17,8 солнечной. Вместе с этим будет увеличиваться и орбитальный период, который достигнет 90 дней к тому моменту, когда условие переполнения области Роша будет снято за счёт уменьшения размеров звезды. После этого светило отдаст ещё около 0,5 солнечной массы, которую унесёт звёздный ветер, и взорвётся, превратившись в сверхновую типа Ib или Ic и оставив после себя нейтронную звезду.

На стадии вспышки сверхновой орбитальный период должен составлять уже 104 дня, а большая полуось орбиты в системе будет равняться 250 солнечным радиусам. Это увеличивает вероятность окончательного разделения двойной при взрыве как минимум до 70%. Приблизительно в 30 процентах смоделированных случаев новообразованная система, в которую входят чёрная дыра и нейтронная звезда, оказывается связанной, но очень широкой, и компаньоны в следующие 13,8 млрд лет (время, примерно равное возрасту Вселенной) не объединяются. В редчайших случаях (их вклад составляет ~1%) взрыв сверхновой всё же приводит к появлению двойной, элементы которой успевают объединиться за упомянутое время.

Такие результаты не обрадуют учёных, занятых поисками гравитационных волн, одним из источников которых считаются слияния чёрных дыр и нейтронных звёзд. Очевидно, двойные вроде Лебедя X-1 здесь астрофизикам не помогут.