研究發(fā)現(xiàn)黑洞宿主星團(tuán)的候選體
北京師范大學(xué)本科生吳昊（現(xiàn)為北京大學(xué)博士研究生）讀大四期間在北京師范大學(xué)教授苑海波指導(dǎo)下，與合作者系統(tǒng)性地搜尋了銀河系內(nèi)的超致密星團(tuán)，并成功發(fā)現(xiàn)一個(gè)候選體。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《天文學(xué)雜志》（Astronomical Journal）。
據(jù)悉，超致密星團(tuán)被認(rèn)為是可能的中等質(zhì)量黑洞的宿主星團(tuán)。理論研究認(rèn)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(chǎn)生的引力波，會(huì)將剩余的中等質(zhì)量黑洞從其宿主矮星系中“踢出”，但不會(huì)使其逃逸出銀河系。在此過程中，黑洞會(huì)攜帶著宿主星系中心的恒星一起被“踢出”，進(jìn)而形成了“超致密星團(tuán)”。
理論研究還預(yù)言，銀河系暈中存在幾百個(gè)這樣的星團(tuán)，每一個(gè)都可能攜帶著一個(gè)中等質(zhì)量黑洞。然而，截至目前，研究尚未發(fā)現(xiàn)銀河系中的超致密星團(tuán)。
為了對銀河系內(nèi)的超致密星團(tuán)進(jìn)行系統(tǒng)性搜尋，研究團(tuán)隊(duì)首先利用了Gaia EDR3（歐洲航天局蓋亞空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)布的第三批早期數(shù)據(jù)）提供的高分辨率數(shù)據(jù)以及多個(gè)天體測量參數(shù)，細(xì)致地描述了超致密星團(tuán)的可能觀測特征，并制定了標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行初步篩選。
隨后，研究團(tuán)隊(duì)還利用LAMOST（郭守敬望遠(yuǎn)鏡）光譜提供的紅移信息排除了銀河外天體，同時(shí)結(jié)合了SDSS（斯隆數(shù)字巡天）與Pan-STARRS（泛星計(jì)劃）提供的圖像信息以及Gaia EDR3中每個(gè)樣本附近20角秒內(nèi)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(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)超致密星團(tuán)的候選體，待后續(xù)進(jìn)行高分辨率圖像與光譜的認(rèn)證。
“如果該候選體成功認(rèn)證，將成為首個(gè)在銀河系內(nèi)被發(fā)現(xiàn)的超致密星團(tuán)。”苑海波告訴《中國科學(xué)報(bào)》，這一發(fā)現(xiàn)不僅可以驗(yàn)證黑洞并合產(chǎn)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(xiàng)工作的全面篩選流程為未來即將發(fā)布的數(shù)據(jù)，如中國巡天空間望遠(yuǎn)鏡等的挖掘工作提供了有價(jià)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(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad3e6b
哈勃拍攝的致密星團(tuán)。 圖片來源：NASA&ESA
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