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La maggior parte delle sorgenti X galattiche sono sistemi binari composti da un oggetto compatto (stella di neutroni, buco nero) e da una stella compagna.

Cygnus X-1 fa parte di un sistema binario in cui una supergigante blu è in orbita stretta attorno a una compagna invisibile, quasi certamente un buco nero, la cui massa è circa 5-6 volte la massa del sole. Molti astronomi ritengono che Cygnus X-1 sia realmente un buco nero.

Ma perché siamo convinti che in Cygnus X-1 ci sia un buco nero e non una stella di neutroni? Riuscire a distinguere quale di questi due oggetti sia presente in un sistema binario non è un’impresa semplice, poiché il campo gravitazionale nei pressi di una stella di neutroni è quasi altrettanto forte di quello nei dintorni di un buco nero, e anche gli effetti prodotti dal gas in caduta sono sostanzialmente identici. Per fortuna c’è un test definitivo che potrebbe quanto meno escludere la presenza di una stella di neutroni in un sistema binario X: basta dimostrare che l’oggetto compatto ha una massa superiore al limite stabilito per le stelle di neutroni, che è di circa 3 masse solari.

La massa dell’oggetto compatto in questi sistemi può essere stimata studiando il moto orbitale della compagna, a patto che questa possa essere osservata nella banda ottica; a questo scopo si utilizza la cosiddetta funzione di massa, che fornisce un limite inferiore per il valore della massa dell’oggetto compatto.