中国科学院重大突破：首次直接观测到中等质量黑洞的动力学证据
大浪资讯 —— 2023年2月27日，中国科学院发布了一项震撼天文学的发现：国家天文台携手众多科研机构，通过对银河系球状星团M15中的一颗高速逃逸恒星J0731+3717的追踪，成功地为中等质量黑洞的存在提供了确凿的动力学证据。
研究背景与发现
这一突破性成果是基于欧洲航天局盖亚空间探测器以及我国郭守敬望远镜（LAMOST）的数据分析得出的。研究团队深入研究了近千颗高速星和银河系内百余个球状星团的轨道演化，发现了J0731+3717恒星大约在2000万年前，以惊人的550公里/秒的速度从球状星团M15中被抛射出来。
“引力弹弓”效应揭示黑洞之谜
这一高速抛射现象可能是由“引力弹弓”效应引起的，为M15中心存在中等质量黑洞提供了强有力的证据。相关研究成果已于今年2月作为封面文章发表在《国家科学评论》上，标志着黑洞演化理论的重大进展。
中等质量黑洞：黑洞演化的关键环节
中等质量黑洞（约10³-10⁵倍太阳质量）在黑洞演化中扮演着关键角色，被认为是恒星级黑洞成长为星系级超大质量黑洞的桥梁。此前，科学界仅发现了少数争议性候选体，而此次发现则填补了黑洞演化证据链的“最后一环”。
技术支撑：郭守敬望远镜的贡献
研究团队利用欧洲航天局盖亚空间望远镜（Gaia）和我国郭守敬望远镜（LAMOST）的数据，对J0731+3717的轨道演化路径进行了回溯。这颗恒星在2000万年前以550公里/秒的速度（相当于2分钟绕地球赤道1.7圈）从M15弹射，其化学丰度和年龄与M15高度一致，排除了其他天体相互作用的可能性。
数值模拟揭示黑洞捕获机制
通过N体数值模拟，研究团队提出了一个理论：密近双星系统在接近中等质量黑洞（约1700-3200倍太阳质量）时，被潮汐力撕裂。一颗恒星被黑洞捕获，另一颗则通过引力弹弓效应加速逃逸。这一过程将数千倍太阳质量限制在数个天文单位内，排除了中子星群的可能性，确认为单一黑洞。
郭守敬望远镜：全球最大光谱数据库
值得一提的是，郭守敬望远镜已累计获取超千万条恒星光谱，构建了全球最大的光谱数据库，为高速星溯源提供了关键支持。此次成果也是中国首次在银河系内发现中等质量黑洞的铁证，打破了西方在黑洞观测领域的主导地位。
未来展望：更多高速星的发现
随着欧洲航天局盖亚空间探测器和我国郭守敬望远镜等地面大规模光谱巡天数据的积累，研究团队预计能够发现更多类似于J0731+3717的高速星，从而有望提高科学家对中等质量黑洞的认知。
论文链接
更多关于此次发现的信息，请参阅以下论文链接：
注：以上内容已根据博客发布排版要求进行了重新排版，并适当扩写和修改，以符合专业化的表达和阅读体验。