如果一顆恒星在超大質(zhì)量黑洞的邊緣“瘋狂試探”，它的走位是什么樣？經(jīng)典的牛頓引力理論認(rèn)為是橢圓形，而愛因斯坦在百年前提出的廣義相對(duì)論則預(yù)測(cè)是復(fù)雜的玫瑰花形。

4月16日，歐洲南方天文臺(tái)（ESO）宣布經(jīng)過27年的努力，人類終于通過甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）描繪出了這樣一顆繞著我們的銀河系中心黑洞運(yùn)動(dòng)的恒星。它的軌跡顯示，愛因斯坦又一次對(duì)了。

事實(shí)上，我們印象中天體閉合的橢圓軌道只是一種簡(jiǎn)單的近似結(jié)果。廣義相對(duì)論考慮到了許多復(fù)雜的因素，認(rèn)為天體走完一圈橢圓之后，下一圈橢圓會(huì)出現(xiàn)輕微的偏差，每一圈橢圓猶如一片花瓣，最后旋接成一朵“玫瑰花”。

這個(gè)現(xiàn)象被稱作“史瓦西進(jìn)動(dòng)”，以行星繞恒星為例，就是恒星軌道從最靠近恒星的“近日點(diǎn)”出發(fā)，繞完一圈不會(huì)回到原來的位置，而是不斷發(fā)生有規(guī)律的旋進(jìn)。

對(duì)于我們的地球而言，這種進(jìn)動(dòng)造成的偏差幾可忽略不計(jì)，但對(duì)于更靠近太陽(yáng)的水星而言，就明顯得多。早在1859年，法國(guó)天文學(xué)家勒維耶就發(fā)現(xiàn)水星的軌道近日點(diǎn)在變化，即使考慮到歲差以及地球、金星等鄰近天體造成的影響，與牛頓引力理論的偏差也達(dá)到了約每世紀(jì)偏43角秒?？茖W(xué)家們一度懷疑，在水星軌道之內(nèi)還有顆更靠近太陽(yáng)的“火神星”。

“火神星”當(dāng)然并不存在，真正的偏差在于人類對(duì)引力的認(rèn)知。當(dāng)引力場(chǎng)強(qiáng)到一定程度，牛頓經(jīng)典理論就不再適用，必須請(qǐng)出更高級(jí)的學(xué)問。水星的“迷之走位”后來成了愛因斯坦廣義相對(duì)論的最早一個(gè)證據(jù)。

那么，如果是一顆恒星繞著黑洞旋轉(zhuǎn)，在極端引力場(chǎng)里能否也開出一朵玫瑰花？

距離太陽(yáng)26000光年之遙的銀河系中心，就蟄伏著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞人馬座A*，附近盤旋著密密麻麻的星團(tuán)，為科學(xué)家們提供了一個(gè)天然的極端物理現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)室。

其中，有一顆記作S2的恒星最為大膽，距離黑洞只有200億公里（約120倍日地距離），每隔16年就完成一周公轉(zhuǎn)。當(dāng)它在最近點(diǎn)飛掠過黑洞時(shí)，速度可達(dá)到將近3%光速。

位于德國(guó)加興的馬克斯?普朗克外星物理學(xué)研究所（MPE）的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，利用智利阿塔卡瑪沙漠里的甚大望遠(yuǎn)鏡持續(xù)追蹤它27年，

為了描繪S2的復(fù)雜軌道運(yùn)動(dòng)，他們總共進(jìn)行了330多次觀測(cè)，標(biāo)記了海量位置和速度數(shù)據(jù)。恒星繞黑洞的“史瓦西進(jìn)動(dòng)”終于獲得確鑿的驗(yàn)證。

MPE所長(zhǎng)根則爾（Reinhard Genzel）同時(shí)表示，這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)也坐實(shí)了人馬座A*的性質(zhì)：它是個(gè)約為400萬倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。

此外，關(guān)于銀河系中心的其他一些迷霧，如暗物質(zhì)的比重、是否存在其他小型黑洞，相關(guān)觀測(cè)結(jié)果也給出了新的限制。

S2并非最靠近人馬座A*的恒星。如果更高級(jí)的39米口徑“極大望遠(yuǎn)鏡”建成，科學(xué)家們相信能找到隱藏在黑洞更近處的恒星，借助它們更深刻地感受人馬座A*的自旋和質(zhì)量，定義其周圍的時(shí)間和空間。這又上升到了更深層面的廣義相對(duì)論。