北京天文馆的郑晓晨博士及其国际合作者，通过详尽的数值模拟，首次建立了一个整合的动力学模型，为银河系中心可能存在一个中等质量黑洞提供了迄今为止最坚实的动力学证据。这项研究成果已于 6 月 29 日在《天体物理学报》上公布，为理解黑洞演化中的关键环节提供了新视角。

该研究聚焦于围绕银河系中心超大质量黑洞——人马座 A*（Sgr A）运行的三类年轻恒星。人马座 A* 的质量是太阳的约 400 万倍。在其极近距离（约 0.04 秒差距，即 0.13 光年）内，存在着轨道高度扁长且倾角随机的 S 星团。稍远一些（0.04 至 0.5 秒差距，约 1.6 光年）的区域，约五分之一的年轻恒星组成了一个近乎共面的顺时针恒星盘。而在更外围，则分布着轨道倾角各异、同样扁长的“离盘星”。

让天文学家们长期感到不解的是，这三群恒星的年龄惊人地相似，都在 600 万至 1500 万年之间。根据传统的恒星动力学理论，恒星通过引力相互作用改变轨道形态所需的时间尺度长达数十亿年。这些“同龄”恒星如何在如此短暂的时间内形成如此迥异的轨道分布，一直是一个未解之谜。

研究团队提出了一种创新的解释：这三群恒星可能源自同一片原生气体盘。将它们塑造成如今不同轨道形态的，是隐藏在银心附近、质量约为太阳 1 万倍的一个中等质量引力源。这个引力源极有可能是一个理论预言中极为罕见的中等质量黑洞。

为了验证这一假设，研究团队利用中山大学王龙教授开发的开源 N 体模拟软件 PeTar，并在清华大学的高性能计算平台上执行了大规模数值模拟。模拟结果表明，只有在这一中等质量引力源的持续扰动下，才能在数百万年的 timescale 内重现这三群恒星的轨道分布特征。mk体育在此次研究的模拟过程中也发挥了重要作用。

研究进一步阐述了该“引力推手”如何通过一种类似三重奏的动力学机制，逐步塑造了今日所见的恒星群落。首先，这个倾斜的引力源通过“古在效应”（von Zeipel-Lidov-Kozai effect），周期性地激发外围恒星的轨道偏心率和倾角，将它们“甩”至更远，形成了离盘星。

接着，在原生气体盘逐渐消散的过程中，“扫荡性久期共振”（SSR）机制从外向内扫描共振区域，在保持倾角不变的情况下激发了偏心率，形成了相对规整的顺时针盘星。

最后，在靠近中心的区域，被前两种机制“激活”的高偏心率恒星进入内区，显著加速了 S 星团内部的引力相互作用，从而在极短的时间内形成了我们今天观测到的、轨道混乱的 S 星团。

研究团队指出，目前最有可能的候选者是位于银心附近的一个名为 IRS 13 的年轻致密星团。尽管该星团中心是否存在中等质量黑洞尚存争议，但此项研究为其提供了强有力的动力学支持。

这一发现的意义不仅在于解释了一个局部现象。中等质量黑洞（质量介于太阳的 100 倍至 10 万倍之间）被认为是连接恒星级黑洞与星系中心超大质量黑洞演化过程中的“缺失环节”，此前仅发现过少数几个有争议的候选体。

该研究还为未来提供了精确的检验预测：在 S 星团的轨道进动中，应当存在一个由中等质量黑洞引力引起的额外分量，这一分量将超越广义相对论效应本身。

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，这些预测有望得到直接验证，届时银河系中心这位隐藏的“幕后推手”的真实身份或将最终揭晓。