星空有约｜这颗“逃逸之星”为中等质量黑洞存在提供有力证据

  新华社北京2月21日电（记者张泉）记者2月21日从中国科学院国家天文台获悉，我国科研团队日前发现M15球状星团的一颗“逃逸之星”J0731+3717。研究表明，J0731+3717是被黑洞的引力弹弓机制从M15弹射而出，为中等质量黑洞的存在提供了有力证据。

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  此项研究由中国科学院国家天文台团队联合多家科研机构共同完成，相关成果论文已在学术期刊《国家科学评论》以封面文章形式发表。

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  来自球状星团的“逃逸之星”艺术想象图。（中国科学院国家天文台供图）

  “人类目前已发现大量由大质量恒星死亡形成的恒星级黑洞，以及存在于大型星系中心的超大质量黑洞。中等质量黑洞的质量介于两者之间。”中国科学院国家天文台副教授黄样介绍。

  科学界普遍认为，中等质量黑洞是恒星级黑洞成长为超大质量黑洞的关键中间环节，具有重要的科学研究价值。但目前人类只发现了少数存在争议的候选体，中等质量黑洞是否存在？一直缺乏关键证据。

  此前的科学观测和研究表明，M15球状星团的中心可能存在一个重达1700至3200太阳质量的中等质量黑洞，但科学界长期以来无法确认，因为无法排除M15的中心为一群致密星的可能性。

  此项研究中，团队基于欧洲航天局“盖亚”空间探测器和我国郭守敬望远镜等的观测数据，发现在约2000万年前，J0731+3717以接近每秒550公里的超高速度从M15中弹射而出，这颗星还有着与M15高度一致的化学丰度和年龄。

  J0731+3717与M15的轨道关联、化学关联与年龄关联。（中国科学院国家天文台供图）

  “自球状星团中弹射出如此高速的恒星，就需要一对密近双星从中等质量黑洞的一个天文单位（地球到太阳的距离）附近经过时被强大的潮汐力撕开，双星中的一颗星被黑洞捕获，而另外一颗星则被高速弹出。”黄样说，这一发现为M15中心存在中等质量黑洞提供了有力的动力学证据。

  “随着人类大规模光谱巡天数据的不断积累，我们有望在不久的将来发现更多从球状星团弹射出来的高速星，这将有力推动我们对‘神秘’的中等质量黑洞的理解。”中国科学院国家天文台研究员刘继峰说。