S2

恒星

S2（又称S0–2）是一颗极其靠近银河系中心无线电波源人马座A*的恒星，轨道周期为15.56±0.35年，近星点约为120个天文单位，相当于太阳和海王星距离的四倍。欧洲南方天文台（ESO）估计该恒星最初形成时的质量为太阳的14倍，而根据光谱类型来分析，其质量约为太阳的10-15倍。

星体命名

名称“S0–2”于1998年被首次使用。“S0”表示该星是人马座A* 1角秒内的一颗恒星，也表示星系中心，“S0–2”是观测时看到的第二颗最接近中心的恒星。这颗恒星随后被简单编号为“S2”，是银心附近11个红外光源中第二个被编号的，且编号顺序是逆时针方向。

轨道运动

轨道

S2的轨道运动可以让科学家进行多种广义相对论效应的测试。人马座A*的质量估测为太阳的370万—460万倍，且因为S2极其接近人马座A*，这使得S2的轨道速度极快，近星点时，其轨道速度高达约5000km/s，相当于光速的2%。加速度大约为1.5 m/s2，或地球表面重力的1/6。

S2的运动也可用于观测其他靠近人马座A*的天体。一般认为有数千颗恒星和大量的恒星残骸（如恒星级黑洞、中子星、白矮星）散布于S2轨道内的空间。这些天体扰动S2的轨道，使其偏离代表单个点质量中心运动轨迹的开普勒轨道。位于S2轨道空间范围内的引力对该恒星引力影响可知该区域内天体的总质量不到银河系中心超大质量黑洞的百分之一。

观测记录

天文学家从1992年开始就对S2的轨道进行观测。在2002年时，它距离人马座A*最近，但因当时的望远镜还不够精确，故无法做出较为精准的测量。直到2018年5月，S2再次靠近，此次距离人马座A*约为200亿公里（约120个天文单位）的最近点，当时其轨道速度达到了7,650km/s（约为光速的2.55%）。

两个研究小组分别使用凯克天文望远镜（Keck telescopes）和甚大望远镜（VLT）对S2进行了追踪。为了更精确的在众多恒星中定位单个恒星，研究人员使用了自适应光学技术，它能帮助抵消由地球大气所造成的扭曲。由Reinhard Genzel领导的欧洲团队使用VLT的四台望远镜作为干涉仪，将收集到的光组合在一起，其分辨率相当于一台直径为130米的超级望远镜。

研究人员在5月19日（最接近人马座A*时）前后定期对S2进行了监测。通过图像，他们可以跟踪恒星在天空中的视路径；利用光谱仪，他们可以通过恒星的多普勒频移测量它朝向或远离地球的径向速度（又称视向速度）。天文学家希望看到爱因斯坦所预言的两种效应：他们希望探测到光子从黑洞强大的引力场逃逸时导致的能量减少（即引力红移效应）；其次，他们也希望看到爱因斯坦的狭义相对论预言的相对论性横向多普勒效应（即当一个物体的运动方向与视线相切而发生的红移）。最终，Genzel团队看到了相对论效应的联合作用，人马座A*的引力将S2的径向速度红移了200km/s，其结果和相对论的预测相吻合，但与牛顿引力预测的不一致。

（图片来源：ESO/M. Kornmesser）

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