天文学家捕捉到了我们星系中心的巨大 黑洞 拉伸了一颗轨道恒星发出的光——几乎在他们首次开始追踪这颗恒星三十年后。这种期待已久的现象，被称为引力红移，是 爱因斯坦的广义相对论 预测的，但直到现在，它从未在黑洞的环境中被发现。
“这是在更接近理解黑洞的道路上迈出的又一大步，”荷兰奈梅亨拉德堡大学的天文学家海诺·法尔克说，他没有参与这项研究。“能够看到这些效应真是太棒了。”
由德国加兴马克斯·普朗克地外物理研究所的莱因哈德·根泽尔领导的团队在 7 月的新闻发布会上宣布了这项发现，并在《天文学与天体物理学》杂志上报告了结果。该小组包括来自德国、法国、葡萄牙、瑞士、荷兰、美国和爱尔兰的大学和研究机构的科学家。
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自 1990 年代初期以来，根泽尔和他的同事们一直在追踪这颗名为 S2 的恒星的旅程。科学家们使用位于智利的欧洲南方天文台的望远镜观察它，因为它在一个围绕黑洞的椭圆轨道上运行，该黑洞位于距离地球 26,000 光年的射手座。这个黑洞的质量是太阳的 400 万倍，产生了银河系中最强大的引力场。这使其成为寻找相对论效应的理想场所。
今年 5 月 18 日，S2 尽可能地靠近了黑洞。研究人员指向包括 GRAVITY 在内的仪器，GRAVITY 是一种称为干涉仪的仪器，它结合了来自四个 8 米望远镜的光，并于 2016 年投入使用。“通过我们的测量，黑洞物理学的大门敞开了，”马克斯·普朗克研究所的天文学家、团队成员弗兰克·艾森豪尔说。
GRAVITY 测量了 S2 在天空中的运动；在其最快速度下，这颗恒星以每秒超过 7,600 公里的速度呼啸而过，或接近光速的 3%。同时，另一种仪器研究了 S2 在掠过黑洞时朝向和远离地球的速度。结合观测结果，根泽尔的团队探测到了恒星的引力红移——其光线被黑洞巨大的引力拉伸到更长的波长，这与广义相对论的预测一致。
巴黎天文台的天体物理学家奥黛丽·斯特劳布说：“我们测量的结果无法再用牛顿来描述。”未来对 S2 的观测可能会证实爱因斯坦的其他预测，例如旋转的黑洞如何拖动周围的时空。
安德里亚·盖兹是加州大学洛杉矶分校的天文学家，她领导着一个竞争团队，该团队使用夏威夷的凯克望远镜来测量恒星绕银河系中心的路径。“他们的数据看起来很漂亮，”她说。
S2 绕黑洞完整运行一周需要 16 年，因此两个团队都在热切期待今年的近距离通过。但盖兹表示，她的团队计划等到今年晚些时候再公布他们的结果。在 2018 年发生的三个关键事件中，到目前为止只发生了两个。
4 月，S2 在地球视线方向上经历了最大速度。5 月，它最接近银河系中心。在 8 月下旬和 9 月初，它将在地球视线方向上经历最小速度。“我们花了 20 年才走到这一刻，”盖兹说。“我们将等到通过结束，直到恒星完成它将要做的任何事情。”
正如从地球上看到的那样，S2 已经开始在旅行方向上减速，因为它正在向第三个事件过渡。美国和欧洲的团队都在密切关注它。“我们正处于关键时刻，”盖兹说。“这超级令人兴奋。”
本文经许可转载，并于 2018 年 7 月 26 日首次发表。