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為是橢圓形，而愛因斯坦在百年前提出的廣義相對論則預(yù)測是復(fù)雜的玫瑰花形。

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

事實上，我們印象中天體閉合的橢圓軌道只是一種簡單的近似結(jié)果。廣義相對論考慮到了許多復(fù)雜的因素，認為天體走完一圈橢圓之后，下一圈橢圓會出現(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”。

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

對于我們的地球而言，這種進動造成的偏差幾可忽略不計，但對于更靠近太陽的水星而言，就明顯得多。早在1859年，法國天文學(xué)家勒維耶就發(fā)現(xiàn)水星的軌道近日點在變化，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到了約每世紀偏43角秒?？茖W(xué)家們一度懷疑，在水星軌道之內(nèi)還有顆更靠近太陽的“火神星”。

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

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

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

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)它在最近點飛掠過黑洞時，速度可達到將近3%光速。

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

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

MPE所長根則爾（Reinhard Genzel）同時表示，這項突破性發(fā)現(xiàn)也坐實了人馬座A*的性質(zhì)：它是個約為400萬倍太陽質(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。如果更高級的39米口徑“極大望遠鏡”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，定義其周圍的時間和空間。這又上升到了更深層面的廣義相對論。