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星空有約|這顆“逃逸之星”為中等質量黑洞存在提供有力證據

2025-02-21 19:34 來源:新華社

記者2月21日從中國科學院國家天文臺獲悉,我國科研團隊日前發現M15球狀星團的一顆“逃逸之星”J0731+3717。研究表明,J0731+3717是被黑洞的引力彈弓機制從M15彈射而出,為中等質量黑洞的存在提供了有力證據。

此項研究由中國科學院國家天文臺團隊聯合多家科研機構共同完成,相關成果論文已在學術期刊《國家科學評論》以封面文章形式發表。

來自球狀星團的“逃逸之星”藝術想象圖。(中國科學院國家天文臺供圖)

“人類目前已發現大量由大質量恒星死亡形成的恒星級黑洞,以及存在于大型星系中心的超大質量黑洞。中等質量黑洞的質量介于兩者之間。”中國科學院國家天文臺副教授黃樣介紹。

科學界普遍認為,中等質量黑洞是恒星級黑洞成長為超大質量黑洞的關鍵中間環節,具有重要的科學研究價值。但目前人類只發現了少數存在爭議的候選體,中等質量黑洞是否存在?一直缺乏關鍵證據。

此前的科學觀測和研究表明,M15球狀星團的中心可能存在一個重達1700至3200太陽質量的中等質量黑洞,但科學界長期以來無法確認,因為無法排除M15的中心為一群致密星的可能性。

此項研究中,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等的觀測數據,發現在約2000萬年前,J0731+3717以接近每秒550公里的超高速度從M15中彈射而出,這顆星還有著與M15高度一致的化學豐度和年齡。

J0731+3717與M15的軌道關聯、化學關聯與年齡關聯。(中國科學院國家天文臺供圖)

“自球狀星團中彈射出如此高速的恒星,就需要一對密近雙星從中等質量黑洞的一個天文單位(地球到太陽的距離)附近經過時被強大的潮汐力撕開,雙星中的一顆星被黑洞捕獲,而另外一顆星則被高速彈出。”黃樣說,這一發現為M15中心存在中等質量黑洞提供了有力的動力學證據。

“隨著人類大規模光譜巡天數據的不斷積累,我們有望在不久的將來發現更多從球狀星團彈射出來的高速星,這將有力推動我們對‘神秘’的中等質量黑洞的理解。”中國科學院國家天文臺研究員劉繼峰說。

編輯:王聞聞
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