由北京天文馆副研究员郑晓晨博士领导的国际科研团队，通过详尽的数值模拟，首次建立了一个完整的动力学模型，为银河系中心可能存在中等质量黑洞提供了迄今为止最扎实的动力学证据。这项重要的研究成果已于 6 月 29 日刊载于《天体物理学报》。

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* 的质量约为太阳的 400 万倍。在其极近的范围内，约 0.04 秒差距（约 0.13 光年）处，存在着轨道扁长且倾角随机分布的 S 星团。稍远一些，从 0.04 到 0.5 秒差距（约 1.6 光年）的区域，约五分之一的年轻恒星形成了一个近乎共面、顺时针旋转的恒星盘。而在更外围，则散布着同样轨道扁长、倾角各异的“离盘星”。

让天文学家长期感到不解的是，这三组恒星的年龄惊人地一致，均在 600 万至 1500 万年之间。按照传统的恒星动力学理论，恒星间的引力相互作用改变轨道形态需要数十亿年。这些“同龄”恒星如何在如此短暂的时间内演化出如此悬殊的轨道形态，一直是个未解之谜。

研究团队提出了一种全新的解释：这三组恒星可能源自同一原生气体盘。将它们塑造成如今不同轨道形态的，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。这个引力源极有可能是理论预测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短短数百万年内被同时重现。

研究进一步阐释了该“引力推手”如何通过三重动力学机制，逐步塑造了这三组恒星的当前状态。首先，该倾斜的引力源通过“古在效应”（von Zeipel-Lidov-Kozai effect），周期性地激发外围恒星轨道的偏心率和倾角，将它们“甩”向更远，形成了离盘星。

其次，在原生气体盘逐渐消散的过程中，“扫荡性久期共振”（SSR）机制使得共振区域由外向内移动，在保持倾角的同时增加了偏心率，从而形成了相对规整的顺时针恒星盘。

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后，显著加速了 S 星团内部的引力相互作用，从而在极短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，IRS 13，一个年轻的致密星团，是这个神秘中等质量引力源最有可能的候选者。尽管该星团中心是否存在中等质量黑洞仍有争议，但此项研究为其提供了强有力的动力学支持。

这项发现的意义远不止于解释一个局部现象。中等质量黑洞（质量在 100 倍至 10 万倍太阳质量之间）被认为是恒星级黑洞演化为星系中心超大质量黑洞过程中的“缺失一环”，此前仅发现过少数几个有争议的候选体。这项研究为填补这一空白提供了重要线索，也为足球迷们在享受体育赛事的同时，提供了一个了解宇宙奥秘的绝佳视角，甚至可以关注世界杯下注的相关信息。

研究还提出了一个可供未来检验的精确预测：在 S 星团的轨道进动中，应存在一个由中等质量黑洞引力引起的额外分量，该分量将超出广义相对论效应本身的贡献。

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”是否真实存在，其真实面貌或将最终揭晓。