甚大望遠鏡（VLT）對銀河系中心的巨大黑洞（人馬座A*）展開了長達27年的間接觀測，因其對相伴運行的多顆恆星發揮著巨大的引力效應，尤其是本文要為大家介紹的S2 。近日，歐洲南方天文台（ESO）的一支國際天文合作團隊得出了一個結論——愛因斯坦又一次對了！

（圖自：ESO / L. Calçada）

像黑洞這樣巨大、緻密的物體，其引力會對周圍的空間造成扭曲。當科學家在2019 年尋找黑洞的真面目時，愛因斯坦早就預見到了這樣的可能。

週四發表在《天文與天體物理學》期刊上的這篇論文，詳細介紹了研究團隊是如何借助ESO 的甚大望遠鏡，對S2 展開持續27 年的運動觀測的。

這台位於智利阿塔卡馬沙漠的全能宇宙望遠鏡，能夠通過這種間接的方式，對銀河系中心的超大質量黑洞展開觀測。

其軌道位天文學家提供了自然的實驗環境，以驗證愛因斯坦的相對論—— 該理論描述了空間、時間、引力的相互作用。

據悉，S2 每16 年繞人馬座A* 擺動一次，且與黑洞保持著（天文尺度上）相當舒適的約125 億英里（200 億公里）距離—— 相當於冥王星與太陽距離的四倍。

即便如此，超大質量黑洞的引力，依然讓S2 一次又一次地迴旋。直到第27 個年頭，ESO 天文學家才完成了針對該恆星位置和速度的330 次測量。

馬克斯·普朗克外星物理研究所的天文學家Stefan Gillessen 在新聞稿中寫道——

在對恆星運動展開了持續25 年半的追踪之後，我們的精確測量結果才能夠可靠地反映S2 在人馬座A* 周圍路徑中的史瓦西旋進。

事實上，ESO 團隊的工作，也是業界首次對圍繞銀河系黑洞的恆星展開此類運動觀測。不過在理論層面，依然是以愛因斯坦的研究成果位主導。

所謂史瓦西旋進（Schwarzchild Precession），正是其理論預測的一種軌道。特指一個宇宙物體在受到極大的引力和時空扭曲，而在形似玫瑰花結的歸繞上繞另一個軌道漂移。

我們可以將之想像成一個鐘面，而黑洞正是這個時鐘的中心。為便於理解，我們可以先將S2 的初始位置放在1 點鐘方向的上方。

當它擺動到時鐘的中心並繞過黑洞時，強大的引力和時空曲率將使其軌道有所漂移。在回到鐘面的邊緣時，你會發現它已經擺動到了2 點鐘的方向上。

展望未來，科學家們有望在五年後的又一輪天文觀測競賽中看到更暗、更接近黑洞的恆星，為證實愛因斯坦的理論而提供另一次機會。

科隆大學天體物理學家、論文合著者Andreas Eckart 表示：“如果觀測到足夠接近黑洞的恆星，我們甚至能夠感受到黑洞的自旋，從而將相對論的驗證研究抬升到全新的水平”。