近日，中国科学院大学天文与空间科学学院在超高速星研究领域取得重要进展。学院2026级博士研究生（即将于9月份入学）邓顺洪与黄样副教授合作完成的研究成果《An Old, Low-mass, Metal-poor Hypervelocity Star Candidate Consistent with a Galactic Center Origin》，正式发表于国际天文学权威期刊 The Astrophysical Journal Letters。邓顺洪为论文第一作者，黄样副教授为论文通讯作者。
超高速星（Hypervelocity Stars，HVSs）是指速度足以逃离银河系引力束缚的恒星。自 Jack G. Hills 于1988年提出银河系中心超大质量黑洞能够通过三体相互作用将恒星高速抛射出的理论以来，超高速星逐渐成为研究银河系中心环境、银河系引力势以及暗物质晕结构的重要动力学探针。过去已发现的银心起源超高速星大多为年轻、大质量恒星，而关于年老、低质量银心起源超高速星的观测研究仍相对缺乏。
研究团队基于 Dark Energy Spectroscopic Instrument 第一阶段数据（DESI DR1）光谱巡天以及 Gaia DR3 天体测量数据，发现了目前首颗年老、低质量、贫金属的银心起源超高速星候选体 DESI-HVS1。该恒星位于约 3.77 kpc 的日心距离处，其在银心参考系下的总速度约为 523 km s⁻¹，与该位置处银河系逃逸速度相当。其当前位置和速度方向表明，该恒星正远离银盘并向银河系外侧运动。
研究团队进一步利用蒙特卡洛轨道回溯积分方法，对该恒星的轨道历史进行了分析。结果显示，该天体约在 12.9 Myr 前曾与银河系中心发生近距离接近，其最近距离约为 0.40 kpc，对应推断的喷发速度约为 682 km s⁻¹。同时，DESI-HVS1 的轨道整体呈现明显的弹道型特征，并在近银心点附近表现出清晰的轨道转向结构。这些动力学特征均与其源自银河系中心超大质量黑洞抛射过程的理论预期高度一致。
值得注意的是，与此前已确认的银心起源超高速星主要为年轻、大质量恒星不同，DESI-HVS1 展现出年老、低质量和贫金属等显著特征。这一发现不仅为低质量恒星同样能够通过 Hills 机制从银河系中心被抛射提供了新的观测证据，也暗示当前观测到的低质量银心起源超高速星数量偏少，很可能主要源于观测选择效应，而非其在物理上的真实稀缺。
随着 Gaia DR4 等新一代大规模天文巡天数据的陆续发布，未来有望进一步扩展和完善银心起源超高速星样本。这将为研究银河系中心的恒星动力学环境、恒星族群组成以及超大质量黑洞附近的动力学抛射过程提供更加深入的观测约束。
文章在 arXiv 发布后，很快获得了 Phys.org 的专题报道 (https://phys.org/news/2026-04-desi-hvs1-hypervelocity-star-ejected.html)。近年来，依托 LAMOST 大规模光谱巡天以及 Gaia 空间天体测量巡天数据，我国在超高速星研究领域也取得了一系列重要进展。今年11月，中国科学院大学将在雁栖湖举办“Stars On the Run III”国际会议 (https://conf.koushare.com/conf/StarsOntheRun/)。该系列会议由首颗超高速星发现者 Warren Brown 教授与第二颗超高速星发现团队成员 Ulrich Heber教授共同发起，第三届会议由 Warren Brown、Ulrich Heber 以及国科大黄样共同担任 SOC Chair。
图1. Hills机制，双星系统在接近超大质量黑洞时被潮汐力解体，其中一颗恒星被黑洞捕获，另一颗恒星则获得能量并以极高速度被抛射出去的三体相互作用过程，图来自Warren R. Brown et al. (2015)。
图2. DESI-HVS1 在颜色–星等图中的位置。背景为 PARSEC 恒星演化等时线，覆盖 5–15 Gyr（步长 1 Gyr），不同质量以颜色区分。
图3. DESI-HVS1 在银心柱坐标系下的1000条轨道回溯结果。黑色虚线为基准轨道，蓝、红、绿点分别表示当前时刻位置、近银心点以及向后积分50 Myr的位置。红叉标示银河系中心。轨道整体呈非闭合的弹道型结构，并在近银心点附近表现出明显偏折。
文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae6505
