研究發現黑洞宿主星團的候選體

北京師范大學本科生吳昊（現為北京大學博士研究生）讀大四期間在北京師范大學教授苑海波指導下，與合作者系統性地搜尋了銀河系內的超致密星團，并成功發現一個候選體。近日，相關研究成果發表于《天文學雜志》（Astronomical Journal）。

據悉，超致密星團被認為是可能的中等質量黑洞的宿主星團。理論研究認為，在銀河系形成的歷史中，矮星系并合伴隨的雙黑洞并合產生的引力波，會將剩余的中等質量黑洞從其宿主矮星系中“踢出”，但不會使其逃逸出銀河系。在此過程中，黑洞會攜帶著宿主星系中心的恒星一起被“踢出”，進而形成了“超致密星團”。

理論研究還預言，銀河系暈中存在幾百個這樣的星團，每一個都可能攜帶著一個中等質量黑洞。然而，截至目前，研究尚未發現銀河系中的超致密星團。

為了對銀河系內的超致密星團進行系統性搜尋，研究團隊首先利用了Gaia EDR3（歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡發布的第三批早期數據）提供的高分辨率數據以及多個天體測量參數，細致地描述了超致密星團的可能觀測特征，并制定了標準進行初步篩選。

隨后，研究團隊還利用LAMOST（郭守敬望遠鏡）光譜提供的紅移信息排除了銀河外天體，同時結合了SDSS（斯隆數字巡天）與Pan-STARRS（泛星計劃）提供的圖像信息以及Gaia EDR3中每個樣本附近20角秒內的天體情況，有效地排除了雙星等可能的污染因素。

最終，研究團隊發現了一個超致密星團的候選體，待后續進行高分辨率圖像與光譜的認證。

“如果該候選體成功認證，將成為首個在銀河系內被發現的超致密星團。”苑海波告訴《中國科學報》，這一發現不僅可以驗證黑洞并合產生的引力波對于將黑洞從其宿主星系中剝離的有效性，還能深入理解引力波反沖與宿主星系并合過程。

他表示，這項工作的全面篩選流程為未來即將發布的數據，如中國巡天空間望遠鏡等的挖掘工作提供了有價值的見解，該研究方法也為類似天體的搜索策略提供了重要的參考。

相關論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad3e6b

哈勃拍攝的致密星團。 圖片來源：NASA&ESA