一项由北京天文馆副研究员郑晓晨博士率领的国际科学团队，通过详尽的计算机模拟，首次建立了一个综合性的动力学模型。该模型有力地支持了银河系中心可能存在中等质量黑洞的设想，为这一长期存在的科学谜团提供了迄今为止最强的动力学证据。相关研究成果已于 6 月 29 日刊载于《天体物理学报》。

研究的焦点是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* 的质量大约是太阳的 400 万倍。在其极近距离（约 0.04 秒差距，相当于 0.13 光年）处，存在着轨道高度扁长且倾角分布随机的 S 星团。稍远一些的区域（约 0.04 至 0.5 秒差距，或 1.6 光年）内，约有五分之一的年轻恒星构成了一个轨道近乎平面且按顺时针方向运动的恒星盘。在更外围，则散布着轨道倾角各异、同样呈扁长轨道的“离盘星”。

让天文学家们感到困惑的是，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，恒星之间通过引力相互作用改变轨道形态所需的时间尺度通常长达数十亿年。这些“同龄”恒星如何在相对短暂的时间内演化出如此迥异的轨道特征，一直是一个悬而未决的问题。

研究团队提出了一种全新的解释：这三群恒星可能源自同一片原始气体盘。将它们塑造成如今不同轨道形态的，是一个隐藏在银河系中心附近、质量约为太阳 1 万倍的中等质量引力源。这一引力源很可能是理论上预测但极为罕见的中等质量黑洞。

为验证此假设，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”如何通过一系列动力学机制，逐步塑造出观测到的三组恒星。首先，这个倾斜的引力源利用“古在效应”（von Zeipel-Lidov-Kozai effect），如同搅拌棒般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，随着原始气体盘的逐渐消散，“扫荡性久期共振”（SSR）机制导致共振区域由外向内移动，在保持倾角的同时增强了偏心率，从而形成了相对规整的顺时针恒星盘。

最后，在靠近中心区域，被前两种机制“激活”的高偏心率恒星进入内层，显著加速了 S 星团内部的引力相互作用，极大地缩短了形成今天所见的轨道混乱的 S 星团所需的时间。

研究团队指出，目前最有可能的候选者是位于银心附近的年轻致密星团 IRS 13。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（质量介于太阳的 100 倍至 10 万倍之间）被认为是恒星级黑洞成长为星系中心超大质量黑洞过程中的“缺失的一环”。此前，天文学家仅发现过少数几个存在争议的候选体。

研究还提出了一个可供未来验证的精确预言：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，这一分量将超越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”的真实身份或许将最终揭晓。