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近期，北京师范大学本科生吴昊（现为北京大学博士研究生）与苑海波教授及合作者，基于LAMOST光谱、Gaia测光及天体测量数据，并结合SDSS和Pan-STARRS提供的图像信息，系统性地搜寻了银河系内的超致密星团，并成功发现了一个候选体。这项工作制定了一个全面的超致密星团筛选流程，为未来巡天数据的挖掘工作提供了重要参考。目前，该工作已在国际著名天文期刊《Astronomical Journal》（AJ）发表。
超致密星团被认为是可能的中等质量黑洞的宿主星团。理论认为，在银河系形成的历史中，矮星系并合伴随的双黑洞并合产生的引力波会将剩余的中等质量黑洞从其宿主矮星系中“踢出”，但不会使其逃逸出银河系。在此过程中，黑洞会携带着宿主星系中心的恒星一起被“踢出”，进而形成了“超致密星团”。理论预言，银河系晕中存在几百个这样的星团，每一个都可能携带着一个中等质量黑洞。然而，截至目前，尚未发现银河系中的超致密星团。
为了对银河系内的超致密星团进行系统性搜寻，研究团队利用了Gaia EDR3提供的高分辨率数据以及多个天体测量参数，细致地描述了超致密星团的可能观测特征，并制定了标准进行初步筛选。之后，研究团队利用LAMOST光谱提供的红移信息排除了河外天体，同时结合了SDSS与Pan-STARRS提供的图像信息以及Gaia EDR3中每个样本附近20角秒内的天体情况，有效地排除了双星等可能的污染因素。最终，研究团队发现了一个超致密星团的候选体，待后续进行高分辨率图像与光谱的认证。
图1：利用Gaia天体测量参数制定的超致密星团的筛选标准。
如果该候选体成功认证，将成为首个在银河系内被发现的超致密星团。这一发现不仅可以验证黑洞并合产生的引力波对于将黑洞从其宿主星系中剥离的有效性，还能深入理解引力波反冲与宿主星系并合过程。此外，这项工作的全面筛选流程为未来即将发布的数据（如CSST等）的挖掘工作提供了有价值的见解。该研究方法也为类似天体的搜索策略提供了重要的依据。
图2 超致密星团候选体的参数分布。
文章链接
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2024arXiv240408234W/abstract2
新闻来源：LAMOST之声
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