每秒550公里!郭守敬望远镜发现逃跑的恒星,为何能跑这么快?

在浩瀚银河中,一颗恒星正以接近光速0.2%的速度狂奔——每秒550公里。这匹银河系的“脱缰野马”被中国郭守敬望远镜(LAMOST)捕获,成为揭示银河系暗物质与黑洞存在的关键拼图。这颗代号J0731 3717的恒星,是2000万年前被黑洞引力弹弓从M15星团弹射而出的“逃亡者”,也是人类首次通过恒星运动为中等质量黑洞存在提供直接证据。

一、银河系“体检中心”:LAMOST的超级光谱库

作为全球最大的恒星光谱库缔造者,郭守敬望远镜以独特的“双镜 4000光纤”设计,实现了天文观测的革命性突破。其前端可变形校正镜与六边形拼接主镜协同工作,在5度超广视场下,通过4000根光纤将星光实时导入16台光谱仪。这种“条形码式扫天”能力,让LAMOST在2011至2023年间累计获取2807万条光谱,其中恒星参数达1159万组,数据量稳居世界第一。

二、三期巡天:揭开银河系演化密码

首期奠基(2011–2017):902万条光谱构建银河系“人口普查”,817万颗恒星的视向速度成为结构研究的基石。

二期跃升(2017–2023):低分辨与中分辨双模态巡天产出1319万条光谱,推动恒星参数精度突破。

三期攻坚(2023起):“黑洞猎手”计划锁定时域目标,聚焦耀斑、双星及系外行星,数据样本向“少而精”转型。

三、科学突破:从银河动画到黑洞猎场

借助LAMOST与盖亚卫星的联合数据,科学家取得四大里程碑成果:

银河系时光机:以2.5亿年跨度的造父变星为标尺,重建银盘三维结构,发现其以每百万年0.12°逆向进动,直指暗物质晕分布之谜。

黑洞证据链:在G3425双星中捕获3.6倍太阳质量的小质量黑洞,填补恒星级黑洞观测空白。

行星演化图:揭示超短周期行星轨道随恒星年龄增长的迁移规律,验证潮汐作用机制。

宇宙除尘图:绘制1.63万光年三维尘埃消光地图,为1.3亿颗恒星提供“观测矫正标尺”。

四、550公里/秒:黑洞引力弹弓的宇宙级实验

这颗打破银河系速度纪录的恒星J0731 3717,成为印证中等质量黑洞存在的“活体证据”。当恒星近距离掠过黑洞时,引力弹弓效应将其加速至光速0.2%,如同宇宙弹弓般射向深空。这一发现不仅解释高速恒星起源,更暗示M15星团中心潜藏着约1000倍太阳质量的中等黑洞——这类黑洞正是连接恒星级与超大质量黑洞的“缺失环节”。

银河拼图:中国巡天望远镜的星辰使命

从锂元素超标的“富锂巨星”到贫金属星,从三维银河动画到黑洞猎场,郭守敬望远镜用4000根光纤编织出银河系演化的基因图谱。每秒550公里的恒星逃亡事件,既是引力物理学极致的宇宙实验,也标志着中国天文设备在揭示暗物质与黑洞谜题中迈入核心舞台。随着第三期巡天聚焦时域探测,更多银河系“未解之谜”正等待LAMOST的光谱手术刀剖解。

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