Cygnus X-1
Hệ sao đôi > Vật thể đặc > Đĩa bồi tụ

Xoay quanh vật thể đặc được cho là một đĩa bồi tụ phẳng, mỏng. Đĩa này bị đốt nóng mạnh do ma sát giữa các khí bị ion hóa ở các quỹ đạo bên trong, nơi diễn ra chuyển động nhanh hơn, với khí chậm hơn ở các quỹ đạo bên ngoài. Nó được chia thành hai vùng: vùng bên trong nóng với mức độ ion hóa tương đối cao (tạo thành plasma) và vùng bên ngoài mát hơn, ít bị ion hóa hơn, kéo dài ước tính gấp 500 lần bán kính Schwarzschild, hoặc khoảng 15.000 km.
Mặc dù rất hay thay đổi thất thường, nhưng Cygnus X-1 thường là nguồn tia X cứng ổn định sáng nhất (những nguồn có năng lượng từ khoảng 30 đến vài trăm kiloelectronvolt) trên bầu trời. Tia X được tạo ra dưới dạng photon năng lượng thấp hơn trong đĩa bồi tụ mỏng bên trong, sau đó được cung cấp nhiều năng lượng hơn thông qua tán xạ Compton với electron nhiệt độ rất cao trong vành nhật hoa dày hơn và gần như trong suốt bao bọc nó, cũng như bởi một số phản xạ khác từ bề mặt của đĩa. Một khả năng khác là tia X có thể bị tán xạ Compton bởi điểm xuất phát của một luồng thay vì một đĩa nhật hoa.
Sự phát xạ tia X từ Cygnus X-1 có thể thay đổi theo một chu kỳ dường như lặp đi lặp lại, được gọi là dao động gần như định kỳ (QPO). Khối lượng của vật thể đặc dường như xác định khoảng cách mà plasma xung quanh bắt đầu phát ra các QPO này, với bán kính phát xạ giảm khi khối lượng giảm. Kỹ thuật này đã được sử dụng để ước tính khối lượng của Cygnus X-1, cho phép kiểm tra chéo với các tính toán khối lượng khác.
Hiện tại vẫn chưa quan sát thấy từ Cygnus X-1 các xung có chu kỳ ổn định giống như các xung phát sinh từ sự quay của một ngôi sao neutron. Xung từ các sao neutron được gây ra bởi từ trường quay của chúng, nhưng định lý lỗ đen "không có tóc" đảm bảo rằng từ trường của lỗ đen luôn trùng với trục quay của nó và do đó từ trường này tĩnh. Ví dụ như hệ sao đôi phát tia X V 0332+53 được cho là có thể có lỗ đen cho đến khi tìm thấy các xung. Cygnus X-1 cũng chưa bao giờ xuất hiện các vụ nổ tia X tìm thấy ở các sao neutron. Rất khó tiên đoán được sự thay đổi của Cygnus X-1 giữa hai trạng thái tia X, mặc dù cũng có thể các tia X thay đổi liên tục giữa các trạng thái đó. Trạng thái phổ biến nhất, tia X "cứng", có nhiều tia X có năng lượng cao. Trạng thái ít phổ biến hơn, tia X "mềm", có nhiều tia X có năng lượng thấp hơn. Trạng thái mềm cũng cho thấy có nhiều biến động hơn. Trạng thái cứng được cho là bắt nguồn từ vành nhật hoa bao quanh phần bên trong mờ đục hơn của đĩa bồi tụ. Trạng thái mềm xảy ra khi đĩa tiến lại gần vật thể đặc (khoảng cách có thể chỉ là 150 km), kèm theo quá trình làm mát hoặc đẩy đĩa nhật hoa ra. Khi một đĩa nhật hoa mới được tạo, Cygnus X-1 sẽ chuyển trở lại trạng thái cứng.
Quá trình chuyển đổi quang phổ của Cygnus X-1 có thể được giải thích bằng cách sử dụng phương pháp dòng chảy bình lưu hai phần, theo đề xuất của Chakrabarti và Titarchuk. Trạng thái cứng được tạo ra bởi sự Compton hóa ngược của các photon gốc từ đĩa Kepler, tương tự như cách các photon synchrotron được tạo ra bởi các electron nóng trong lớp ranh giới được hỗ trợ bởi áp suất ly tâm (CENBOL).
Thông lượng tia X từ Cygnus X-1 thay đổi định kỳ 5,6 ngày một lần, đặc biệt là trong lúc các vật thể quay quanh quỹ đạo gần Trái đất nhất và nguồn nhỏ gọn ở xa hơn. Điều này cho thấy rằng khí thải đang bị chặn một phần bởi vật chất hoàn cảnh, có thể là gió sao từ HDE 226868. Quá trình phát xạ có chu kỳ khoảng 300 ngày, có thể do tuế sai của đĩa bồi tụ gây ra.