圖爲黑洞附近恆星的進動現象。

新浪科技訊 北京時間8月18日消息，據國外媒體報道，在銀河系中央，有成百上千顆恆星緊密圍繞着一個超大質量黑洞旋轉。其中大多數恆星的軌道都足夠大，因此其運動符合牛頓引力理論及開普勒運動定律。但有少數恆星的軌道距黑洞過近，只有用愛因斯坦廣義相對論才能準確描述。其中軌道最小的恆星叫做S62，在抵達距黑洞最近處時，其運動速度可達光速的8%以上。

銀河系中央的超大質量黑洞名叫人馬座A*，質量相當於400萬個太陽。這一點是根據圍繞它旋轉的恆星推斷出來的。數十年來，天文學家一直在追蹤這些恆星的運動。通過計算它們的軌道，我們便可推算出人馬座A*黑洞的質量。近年來，隨着我們的觀測變得越來越精確，我們不僅能測算出黑洞的質量，還能檢驗此前對黑洞的理解是否準確。

在圍繞人馬座A*黑洞旋轉的恆星中，被研究得最多的一顆叫做S2。它是一顆明亮的藍色巨型恆星，每16年圍繞黑洞轉動一圈。2018年，S2達到了距黑洞最近點，給了我們一次觀察相對論的效應之一——“引力紅移”現象的機會。假如你將一隻皮球高高拋起，它的速度會在上升過程中逐漸減慢；但如果你向空中發出一束光線，光的傳播速度並不會變慢，但在引力作用下，光束的能量會有所減少。因此，當光束爬出“引力井”時，就會產生紅移現象。科學家此前曾在實驗室中觀察到過這種現象，但S2爲我們提供了一次在現實中觀察紅移現象的機會。在到達距黑洞最近點時，S2發出的光線的確如預期的那樣，發生了紅移。

圖爲S2由於運動速度過快、產生紅移現象的模擬圖。

多年來，科學家一直認爲S2是距人馬座A*黑洞最近的恆星。但一支團隊最近又發現了S62。這顆恆星的質量約爲太陽的兩倍，每10年圍繞黑洞轉動一圈。他們的計算顯示，在到達距黑洞最近處時，其速度可達到光速的8%。在如此快的速度下，時間膨脹效應已經不容忽略了。S62上的一小時約等於地球上的100分鐘。

由於距黑洞太近，S62的軌道並不遵循開普勒定律。它的軌道並不是簡單的橢圓形，而是像搖呼啦圈那樣、每轉動一圈就會產生10°的進動。這類相對論進動現象最早是在水星軌道上觀察到的，只不過水星軌道的效應並不顯著。

2022年秋季，S62將再一次靠近人馬座A*黑洞。與S2相比，此次近距離接觸應當能幫助天文學家更精準地驗證相對論效應。（葉子）