中國科學家首次發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞直接證據(jù),，破解百年宇宙謎題黑洞演化理論重大突破

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2025-02-28 09:29:39 IT之家

中國科學院國家天文臺聯(lián)合多家科研機構，通過追蹤銀河系球狀星團 M15 中一顆以 550 公里/秒超高速逃逸的高速星 J0731+3717,，首次為中等質(zhì)量黑洞的存在提供了直接動力學證據(jù),。

研究團隊基于歐洲航天局蓋亞空間探測器和我國郭守敬望遠鏡（LAMOST）的數(shù)據(jù)，分析了近千顆高速星以及銀河系百余個球狀星團的軌道演化,。他們發(fā)現(xiàn)高速星 J0731+3717 約 2000 萬年前以接近 550 公里/秒的速度從球狀星團 M15 中被彈射出來,。這一極高的彈射速度可能源于“引力彈弓”效應，為 M15 中心存在中等質(zhì)量黑洞提供了動力學證據(jù),。相關研究成果于今年 2 月作為封面文章發(fā)表于《國家科學評論》,，標志著黑洞演化理論的重大突破。

中等質(zhì)量黑洞（約 103-10?倍太陽質(zhì)量）被認為是恒星級黑洞（約 10-100 倍太陽質(zhì)量）成長為星系級超大質(zhì)量黑洞（約 10?-101?倍太陽質(zhì)量）的關鍵中間形態(tài),。此前科學界僅發(fā)現(xiàn)少數(shù)爭議性候選體,，此次發(fā)現(xiàn)打通了黑洞演化證據(jù)鏈的重要環(huán)節(jié)。

研究團隊回溯了 J0731+3717 的軌道演化路徑,。該恒星 2000 萬年前以 550 公里/秒的速度從 M15 彈射,，其化學豐度、年齡與 M15 高度一致,，排除了其他天體相互作用的可能性,。通過 N 體數(shù)值模擬，團隊提出：密近雙星系統(tǒng)在靠近中等質(zhì)量黑洞（約 1700-3200 倍太陽質(zhì)量）時,，被潮汐力撕裂,。一顆恒星被黑洞捕獲，另一顆則通過引力彈弓效應加速逃逸,。此過程將數(shù)千倍太陽質(zhì)量限制在數(shù)個天文單位內(nèi),，排除了中子星群的可能性，確認為單一黑洞,。

郭守敬望遠鏡累計獲取超千萬條恒星光譜,，構建了全球最大的光譜數(shù)據(jù)庫，為高速星溯源提供了關鍵支撐,。此次成果是中國首次在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞的確鑿證據(jù),，打破了西方在黑洞觀測領域的主導地位。

未來,，隨著歐洲航天局蓋亞空間探測器和我國郭守敬望遠鏡等地面大規(guī)模光譜巡天數(shù)據(jù)的積累,，該團隊預計能夠發(fā)現(xiàn)更多類似 J0731+3717 的高速星，有望提高科學家對中等質(zhì)量黑洞的認知,。

(責任編輯：于浩淙 zx0176)

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