北京
天文学家最近在银河系中心发现了一颗创纪录的恒星——它绕着银河系中央的超大质量黑洞狂奔，速度之快、距离之近，都前所未有。
这颗名为 S301 的恒星，正以大约每秒 25,000 公里的速度飞驰，这比一架商用飞机的速度快了 10 万倍。它也是目前已知的、距离银河系中心黑洞——人马座 A*——最近的恒星，最近时能逼近到相当于土星到太阳的距离。
一个前所未有的轨道
这颗恒星最特别的地方，在于它的轨道。德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所（MPE）的博士生 Felix Mang 是这项研究的第一作者，他说：“这颗星的特殊之处在于，它正沿着一条非常紧凑的轨道绕人马座 A* 运行，转完一圈只需要 8.7 年，而且它逼近黑洞时，最近距离只有地球到太阳距离的 12 倍。这是前所未有的。”
换句话说，这颗恒星不仅跑得快，而且离黑洞极近。正是这种极端的近距离，让它可能为科学家打开一扇观察黑洞基本性质的全新窗口。
为什么这颗星这么重要？
你可能听说过，黑洞会旋转。根据爱因斯坦的广义相对论，一个旋转的黑洞会拖拽周围的时空，从而扭曲附近恒星的轨道。但这种效应，只有在恒星紧贴快速旋转的黑洞运行时才足够明显。
S301 恰好具备了完美的条件——它有一条高度偏心（即很扁）且非常紧凑的轨道。这意味着，科学家可能第一次有机会直接测量一个大质量黑洞的自转。
“我们第一次有可能非常直接地测量一个大质量黑洞的自转，这将是对爱因斯坦理论的一次关键检验。”MPE 高级科学家、该研究共同作者 Stefan Gillessen 博士说。这项研究已经发表在《自然》杂志上。
十年内有望测出黑洞自转
在此之前，科学家们普遍认为，要估算人马座 A* 的自转，需要花几十年时间追踪多颗恒星的运动。但现在，S301 的出现可能大大缩短这个时间表。
研究团队已经能够将 S301 的轨道追溯回 2017 年，并计划在 2031 年它下一次最接近黑洞时继续追踪，届时有望积累足够的数据。Mang 表示：“借助这颗恒星，我们希望在未来 10 年内测量出这个黑洞的自转。”
这些观测是在智利帕拉纳尔天文台，利用欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪（ESO 的 VLTI）完成的。这套设备将四台 8 米口径望远镜的光线合成在一起，实现了极高的分辨率。
它会掉进黑洞吗？
虽然 S301 离中央黑洞近得反常，但它并不会越过黑洞的“事件视界”——也就是那个一旦越过就再也无法逃脱的边界。
“人们把黑洞想象成宇宙吸尘器，会把能抓住的一切都吞进去，”Mang 解释说，“但它其实就是一个大质量天体，跟绕着太阳转的东西没有本质区别。这颗恒星会继续留在它的轨道上。”
伦敦大学学院的天体物理学家 Ziri Younsi 博士没有参与这项观测，但他评价说：“这是一项极其重要的发现。非常令人兴奋，因为这颗恒星离人马座 A* 近得离谱，而且它在峰值速度时，大约能达到光速的 8%，这太疯狂了。”
说人话总结
简单来说，科学家在银河系中心找到了一颗“跑得最快、离黑洞最近”的恒星。它绕黑洞一圈只要 8.7 年，而它极端的轨道，可能让我们第一次直接测出黑洞的自转速度——这将是验证爱因斯坦广义相对论的一次绝佳机会。
至于这颗恒星本身，它并不会被黑洞吞掉，而是会继续安稳地绕着黑洞转圈。真正值得期待的，是未来十年内，它可能会帮我们回答一个关于黑洞本质的大问题。
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