記者2月21日從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，我國科研團(tuán)隊(duì)日前發(fā)現(xiàn)M15球狀星團(tuán)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(jī)制從M15彈射而出，為中等質(zhì)量黑洞的存在提供了有力證據(jù)。
此項(xiàng)研究由中國科學(xué)院國家天文臺團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)共同完成，相關(guān)成果論文已在學(xué)術(shù)期刊《國家科學(xué)評論》以封面文章形式發(fā)表。
來自球狀星團(tuán)的“逃逸之星”藝術(shù)想象圖。（中國科學(xué)院國家天文臺供圖）
“人類目前已發(fā)現(xiàn)大量由大質(zhì)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(zhì)量黑洞。中等質(zhì)量黑洞的質(zhì)量介于兩者之間?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺副教授黃樣介紹。
科學(xué)界普遍認(rèn)為，中等質(zhì)量黑洞是恒星級黑洞成長為超大質(zhì)量黑洞的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié)，具有重要的科學(xué)研究價值。但目前人類只發(fā)現(xiàn)了少數(shù)存在爭議的候選體，中等質(zhì)量黑洞是否存在？一直缺乏關(guān)鍵證據(jù)。
此前的科學(xué)觀測和研究表明，M15球狀星團(tuán)的中心可能存在一個重達(dá)1700至3200太陽質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞，但科學(xué)界長期以來無法確認(rèn)，因?yàn)闊o法排除M15的中心為一群致密星的可能性。
此項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)基于歐洲航天局“蓋亞”空間探測器和我國郭守敬望遠(yuǎn)鏡等的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)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(xué)豐度和年齡。
J0731+3717與M15的軌道關(guān)聯(lián)、化學(xué)關(guān)聯(lián)與年齡關(guān)聯(lián)。（中國科學(xué)院國家天文臺供圖）
“自球狀星團(tuán)中彈射出如此高速的恒星，就需要一對密近雙星從中等質(zhì)量黑洞的一個天文單位（地球到太陽的距離）附近經(jīng)過時被強(qiáng)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(fā)現(xiàn)為M15中心存在中等質(zhì)量黑洞提供了有力的動力學(xué)證據(jù)。
“隨著人類大規(guī)模光譜巡天數(shù)據(jù)的不斷積累，我們有望在不久的將來發(fā)現(xiàn)更多從球狀星團(tuán)彈射出來的高速星，這將有力推動我們對‘神秘’的中等質(zhì)量黑洞的理解?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺研究員劉繼峰說。
