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一支由北京天文馆副研究员郑晓晨博士领导的国际科研团队，通过大规模数值模拟，建立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为止最强的动力学证据。这项研究成果于 6 月 29 日在《天体物理学报》上公布。
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。在距离其约 0.04 秒差距（约 0.13 光年）的极近范围内，存在着轨道扁长且倾角随机分布的 S 星团。稍远一些，在约 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形成了一个轨道近乎共面、顺时针旋转的恒星盘。而在更外围，则分布着轨道倾角各异、同样扁长的“离盘星”。
令天文学家长期感到困惑的是，这三群恒星的年龄竟然高度一致，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新的解释：这三群恒星可能源于同一个原生气体盘。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，这很可能是一个理论上极为罕见的中等质量黑洞。
为验证这一假说，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进行了大规模数值模拟。模拟结果表明，只有在该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得到同时重现。
研究进一步阐释了该“引力推手”如何通过三重动力学机制塑造了今日所见的这三组恒星。首先，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与倾角，将其“甩”向更远处，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）机制使共振位置由外向内扫描，在保持倾角的同时激发偏心率，形成了相对规整的顺时针盘星。
最后，在靠近中心的区域，被前两种机制激发的、具有高偏心率的恒星进入内区后，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看到的轨道混乱的 S 星团。
研究团队指出，IRS 13，一个位于银心附近、年轻且致密的星团，是这个神秘中等质量引力源最可能的候选者。尽管该星团中心是否存在中等质量黑洞仍存争议，但此项研究为此提供了强有力的动力学支持。
这项发现的意义超越了局部现象的解释。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演化为星系中心超大质量黑洞过程中“缺失的一环”，此前仅发现过少数几个有争议的候选体。
该研究还提出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，这些预言有望得到直接验证，届时银河系中心这位隐藏的“幕后推手”的真实面目或将揭晓。
