摘要：2005年，天文学家在银河系外围的晕中发现了一颗不寻常的蓝色恒星。不像通常的恒星位置相对固定，这颗恒星的位置一直在变化，而且变得还非常快。经过计算，它的移动速度甚至超过了银河系的逃逸速度。也就是说，这颗恒星在未来会摆脱银河系的束缚，进入星际空间。

银河系旁竟藏着一个超大质量黑洞？这么个大家伙为什么我们一直没察觉？那现在它又是怎么被发现的呢？事情要从二十年前说起。

2005年，天文学家在银河系外围的晕中发现了一颗不寻常的蓝色恒星。不像通常的恒星位置相对固定，这颗恒星的位置一直在变化，而且变得还非常快。经过计算，它的移动速度甚至超过了银河系的逃逸速度。也就是说，这颗恒星在未来会摆脱银河系的束缚，进入星际空间。

在随后的几年里，人们又陆续发现了21颗类似的“潜逃者”，它们有个共同特点，就是都很年轻，基本上都是些大质量的B型恒星。按理来说，这些“小朋友”应该只会出现在恒星形成区，至少也应该在银河系的盘面附近才对。然而它们目前所在的位置竟然是荒凉的银河系外围。这里无论是天体还是物质，相较于银盘来说都极为稀疏，这种环境下诞生恒星几乎不太可能，因此它们更像是被某种神秘力量“扔”到了这里。

究竟是什么力量能推动一颗硕大的恒星呢？首先能想到的肯定是超新星爆发这种恒星的爆炸。当一对双星其中那颗大质量恒星走到了生命尽头，它最后的爆发可能会把它的伴星给“踢飞”。但是这种情况踢飞的通常都是些小个头的矮星，甚至是白矮星这种恒星残骸。而且这种恒星移动的速度也不是特别快，一般也就每秒几十公里，远达不到银河系的逃逸速度。因此，这些巨型恒星能飞这么快一定有别的原因。

1988年，天文学家杰克·希尔斯曾提出过一种借助超大质量黑洞来加速恒星的方式。

当一对双星过于靠近超大质量黑洞时，其中一颗恒星被黑洞捕获后，另外那颗可能会被高速弹出，此时被弹出的恒星速度通常可以达到每秒上千公里，该机制被称为“希尔斯机制（Hills mechanism）”。

2019年，天文学家发现一颗恒星正在以1755km/s的速度远离银河系中心，这个速度几乎达到了光速的0.6%！要知道，这可是一颗硕大的恒星！此后，人们把这种健步如飞的恒星称为“超高速恒星（Hypervelocity Stars, HVSs）”。

起初科学家认为，那21颗超高速恒星应该就是通过希尔斯机制被银心黑洞甩出来的。可是问题在于：如果这些恒星来自银河系中心，那它们应该均匀分布才对，也就是往哪个方向飞都有。但实际情况是，这些恒星有一半都聚集在了狮子座附近，难不成银心黑洞把狮子座当靶子了？显然，这并非银心黑洞所为。

可是除了银心黑洞，纵观整个银河系也找不到第二个超大质量黑洞了，除非你往银河系外去找。本星系群放眼望去，明确拥有超大质量黑洞的，除了银河系外也就仙女座星系了。之前讲本星系群恩怨情仇那期里说过，先前科学家确实发现过一些疑似仙女座星系投来的“暗器”（也就是超高速恒星）。但是这里面有个问题，就是作为B型恒星这种大质量恒星，它的寿命是非常短的（可能只有个几千万年），然而仙女座星系距离银河系大约250万光年，就算恒星每秒能跑上千公里，那飞过来也得几亿年，明显不合理，难道说这里面另有隐情？

从光谱来看这些恒星确实像B型恒星，但实际上它们也可能是些“步入歧途”的特殊恒星，比如“蓝离散星（blue stragglers）”。在恒星的演化进程中，那些与蓝离散星质量相近的恒星，大多已进入演化末期，脱离了主序阶段。但是蓝离散星有个特殊“技能”，它可以通过恒星合并或者是吸积伴星的方式为自己“续命”。

这样一来它就脱离了传统恒星大部队的演化路线，掉队了，所以也被叫做“蓝掉队星”。虽然仙女座星系路途遥远，但只要同伴“血厚”，这些“吸血鬼恒星”确实有可能顺利抵达银河系。但是蓝离散星毕竟只是个别情况，不能解释所有恒星，因此我们不得不考虑另外一种可能，就是这些恒星可能来自别的地方，而非仙女座星系。

2025年3月，一篇发表于《天体物理学杂志》的文章中，研究人员利用盖亚望远镜的高精度数据追踪了这些恒星的运动轨迹，然后对其中16颗恒星完成了溯源。

这16颗恒星里面有7颗来自银河系中心，另外9颗来自银河系外，而且确实不来自仙女座星系，而是来自银河系的一个卫星星系——大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud, LMC）。

这下事情变得更有趣了，因为迄今为止我们并没有在大麦哲伦星系中发现有超大质量黑洞存在的证据。虽然大麦哲伦星系离我们不算太远（也就16万光年），但是它的个头并不大，质量只有银河系的1/10，算是一个不规则的矮星系。而且它也没有明显的中心凸起或漩涡结构，星系核比较松散，加上先前我们也没有在那里观测到任何高能辐射源，因此不少天文学家认为大麦哲伦星系可能就没有中心黑洞，至少没有超大质量黑洞。

然而这些恒星的轨迹却明确告诉我们，它们确实来自大麦哲伦星系。加上除了希尔斯机制，目前暂时没有其他理由能很好地解释这些恒星的高速运动，所以，一切都似乎预示着——大麦哲伦星系可能存在超大质量的中心黑洞！通过模拟计算研究团队推测，大麦哲伦星系的中心可能隐藏着一个大约60万倍太阳质量的黑洞。这个质量虽然只有银心黑洞的1/7，但是比普通的恒星级黑洞还是要大得多，可以说比罕见的中等质量黑洞还要大。

这个答案似乎已经解释了先前的问题，但最后还有一个疑问需要解答：黑洞弹出恒星的方向应该是随机的，为什么那几颗恒星都集中在狮子座这一小片区域？

原因其实很简单，因为作为卫星星系，大麦哲伦星系本身就相对银河系在做高速运动。它就像一艘飞船，目前在以每秒300多公里的速度绕银河系飞行。当它的中心黑洞通过希尔斯机制弹射出恒星时，这些恒星的速度会叠加上星系本身的运动速度，于是那些被同向抛出的恒星获得了额外的速度加成。巧合的地方在于，当初这些超高速恒星是在斯隆巡天区域中发现的，而它位于美国新墨西哥州，观测区域主要是北天区，而大麦哲伦星系位于南天区，所以只有那些被抛得足够快，能够进入北半球视野的恒星才会被发现。于是乎，我们便看到它们都集中在了某一片区域。

这个推测对不对其实也很好判断，就是去南天区看一看，看看是不是存在更多类似的超高速恒星，这也是研究团队未来的关注重点。假如一切都如预想的那样，那这些超高速恒星将成为大麦哲伦星系存在超大质量黑洞的有力证据。

[1] Jiwon Jesse Han, Kareem El-Badry. et al. Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud. The Astrophysical Journal. 982(2). 188. (2025)

来源：Linvo说宇宙