中国科学家主导的国际研究团队，通过大规模数值模拟，首次构建了一个统一的动力学模型，为银河系中心可能存在中等质量黑洞提供了迄今最强的动力学证据。这项研究成果已于 6 月 29 日发表在《天体物理学报》上，或将填补黑洞演化“缺失的一环”。

研究聚焦于围绕银河系中心超大质量黑洞——人马座 A（Sgr A）运行的三组年轻恒星。人马座 A* 质量约为太阳的 400 万倍。在其极近距离（约 0.04 秒差距）存在轨道扁长、倾角随机的 S 星团；稍远（约 0.04 至 0.5 秒差距）是约五分之一年轻恒星组成的、轨道近乎共面且顺时针旋转的恒星盘；更外围则散布着轨道倾角各异、同样扁长的“离盘星”。

令天文学家费解的是，这三群恒星年龄均在 600 万至 1500 万年之间，远短于传统恒星动力学理论认为的恒星间引力相互作用改变轨道形状所需数十亿年。这些“同龄”恒星如何在如此短的时间内演化出截然不同的轨道形态，一直是个谜团。

研究团队提出了一种全新解释：这三群恒星可能源于同一原生气体盘，而将它们塑造成如今形态的，是一个隐藏在银心附近、质量约为太阳 1 万倍的中等质量引力源，这很可能是理论预言中的中等质量黑洞。

为验证此猜想，团队利用中山大学王龙教授开发的开源 N 体模拟软件 PeTar，在清华大学高性能计算平台进行了大规模数值模拟。结果表明，只有在中等质量引力源的持续扰动下，三组恒星的轨道分布特征才能在数百万年内被同时重现。

研究进一步阐释了这个“引力推手”如何通过三重奏般的动力学机制塑造了这三组恒星。首先，倾斜的引力源通过“古在效应”激发外围恒星的轨道偏心率与倾角，形成离盘星。其次，在原生气体盘消散过程中，“扫荡性久期共振”机制扫描共振位置，在保持倾角的同时激发偏心率，形成了顺时针盘星。最后，靠近中心的区域，高偏心率恒星加速了 S 星团内部的引力相互作用，形成了轨道混乱的 S 星团。

研究团队指出，这个神秘的中等质量引力源最可能的候选体是银心附近一个名为 IRS 13 的年轻致密星团。尽管其中心是否存在中等质量黑洞仍存争议，但此项研究为其提供了强有力的动力学支持。

这项发现意义重大，中等质量黑洞（质量介于 100 至 10 万倍太阳质量之间）被认为是恒星级黑洞成长为超大质量黑洞过程中的“缺失环节”，此前仅发现少数争议候选体。此研究还提供了一个可供未来检验的精确预言：S 星团的轨道进动中应存在一个由中等质量黑洞引力引发的额外分量。随着中国空间站巡天望远镜（CSST）等高精度观测设备投入使用，这些预言有望得到验证，届时银河系中心这位隐藏的“幕后推手”的真面目或将揭晓。这项研究也为进行相关世界杯竞猜活动提供了新的参考。