每秒550公里！一颗恒星被神秘黑洞狠狠甩飞

广袤无垠的宇宙中，恒星一般都属于某个星系、星团，但也有一些恒星，已经或正在努力挣脱束缚，在星间际流浪，因此往往速度极快，这就是高速星，比如今天要说的J0731+3717。

中国科学院国家天文台领导的研究团队，通过盖亚（Gaia）卫星和中国郭守敬望远镜（LAMOST）的数据，揭开了这颗超高速恒星的秘密：

大约2000万年前，它曾是球状星团M15的一员，在某种强大引力的拉扯之下，以高达550公里/秒的速度被狠狠甩了出去。

这就是名为“希尔机制”（Hills Mechanism）的动力学效应：当一对紧密绕转的双星过于接近某个超强引力源时，其中一颗恒星会被捕获，另一颗像弹弓一样被加速甩出。

球状星团M15

根据计算，能在如此之短时间内，将一颗恒星以如此高的速度抛射出去，最可能的引力源就是一个中等质量黑洞，质量约为1700-3200个太阳。

而中等质量黑洞，正是介于恒星级黑洞、超大质量黑洞之间，缺失的一环，质量在百个到数十万个太阳之间，确认其存在对于解释超大质量黑洞的起源至关重要。

左为中等质量黑洞所在星系的图像，中为中等质量黑洞撕裂恒星的艺术想象图，右为分析光变曲线得到的功率密度谱

随着引力波探测的引入，寻找中等质量黑洞也有了新的、强有力的手段。

美国的激光干涉引力波天文台LIGO、欧洲的Virgo探测器已经陆续发现了100多次黑洞并合事件，大多数是十倍太阳质量的恒星级黑洞。

2019年5月发现的引力波信号GW190521，极有可能就是来自中等质量黑洞。

分析显示，这次事件是由两个质量分别约85被、66倍太阳质量的黑洞相互绕旋并合产生的，新的黑洞质量达到142倍太阳质量。

换言之，在双黑洞合并的瞬间，大约9倍太阳质量以引力波的方式释放。

这是人类首次在引力波中直接观测到质量超过百倍太阳质量的黑洞，也是迄今最清晰的中等质量黑洞探测实例。