欧洲南方天文台（英语：European Southern Observatory，缩写：ESO）的大型望远镜（英语：Very Large Telescope，缩写：VLT）进行的观测首次揭示出，围绕银河系中心的超大质量黑洞运行的一颗恒星，正像爱因斯坦的广义相对论所预测的那样运动，像玫瑰花结的轨道形状舞动，而不是牛顿万有引力理论所预言的椭圆型。这种效应被称为史瓦西进动，这是首次对过如此大质量黑洞周围的恒星进行具体测量，如下图所示的恒星轨道的史瓦西进动。

史瓦西进动（英语：Schwarzschild precession）可以准确预测星系中行星的旋转进动以及引力引起的光偏转，是由著名理论天体物理学创始人之一的卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）所提出。爱因斯坦场方程第一个也是最重要的精确解，预测黑洞存在的施瓦西解是以他的名字命名的。进动（precession）是指自转物体的自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又称作旋进。在天文学上，也称为“岁差现象”。常见的例子为陀螺，当其自转轴的轴线不再呈铅直时，即自转轴与对称轴不重合不平行时，会发现自转轴会沿着铅直线作舞动般地旋转，即“旋进”现象。

德国普朗克外星物理研究所（MPE）主任、该历时30年的研究计划的设计者、莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）说，“爱因斯坦的广义相对论预测，一个物体围绕另一个物体的运行轨道不会像牛顿引力那样封闭，而是在运动平面中前进。这种著名的影响首先在水星绕太阳的轨道上看到，是第一个支持广义相对论的证据。一百年后，我们现在已经观测到同样的效应——恒星绕银河系中心的紧凑型人马座A*的恒星运动，这个突破性观测加强了人马座A*必须是质量为太阳质量400万倍的超大质量黑洞的证据。”

人马座（拉丁语：Sagittarius），又称射手座，是夏季夜空中最大、最显著的星座之一。人马座A是位于人马座的银河系银心的强烈无线电波源。人马座A*（SagittariusA*，简写Sgr A*）属于人马座A的一部分，是位于银河系银心一个非常光亮及致密的无线电波源，是离我们最近的特大质量黑洞的所在，因此也被认为是研究黑洞物理的最佳目标。S2恒星是最为庞大的巨星之一，但仍需16年的时间完成其轨道。为弄清其轨道复杂性，必须跟踪S2近30年时间，以进行更精确的测量。

人马座A*距太阳2万6千光年，它周围密密麻麻的恒星簇提供了一个独特的实验环境，用于在其他无法探索的极端引力范围内测试物理学。其中恒星S2向超大质量黑洞扫掠，其最近距离小于200亿公里，约为太阳与地球之间的距离的120倍，使其成为有史以来在轨道上最接近的巨大恒星之一。

在最接近黑洞的位置，S2以接近光速百分之三的速度在太空中飞驰，每16年完成一次轨道飞行。在跟踪恒星超过二十多年之后，研究人员的精确测量结果可以可靠地检测出S2在人马座A*周围的路径中的施瓦西进动。看完下面的视频介绍，你就对这一探测成果有个基本的了解。

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大多数恒星和行星都具有非圆形的轨道，因此它们靠近并绕其旋转的物体移动得更远。S2的轨道进动意味着它到超大质量黑洞的最接近点的位置随每转而变化，从而使下一个轨道相对于前一个旋转而形成玫瑰形。广义相对论提供了关于其轨道变化量的精确预测，并且这项研究的最新测量结果与史瓦西进动效应理论完全吻合。以前从未对过大质量黑洞周围的恒星进行过这样的测量。

利用天文台大型望远镜进行的研究还有助于科学家更多地了解我们银河系中心的超大质量黑洞附近。由于S2的测量结果很好地遵循了广义相对论，因此可以对人马座A*周围存在多少不可见物质，例如分布的暗物质或可能存在的更小的黑洞设置严格的限制。这对于理解超大质量黑洞的形成与演变具有重要意义。

这一结果是对S2星的27年观测的结晶，这段时间是最佳的时机。标记恒星位置和速度的数据点的数据证明了这项新研究的彻底性和准确性。由于S2需要花费数年时间才能绕过超大质量黑洞，因此追踪恒星近三十年以揭示其轨道运动的复杂性至关重要。

该研究由德国普朗克外星物理研究所（MPE）领导的包括来自法国、葡萄牙科学家的国际团队。该团队在2018年报告了广义相对论预测的另一种影响：他们看到当恒星通过接近人马座A*时，从S2接收的光被拉伸到更长的波长。先前的结果表明，恒星发出的光验证了广义相对论。现在进一步地表明，恒星本身符合广义相对论的预测。

借助即将推出的“超大型望远镜”（Extremely Large Telescope），该研究团队相信他们将能够看到许多更暗的恒星，使其更接近超大质量黑洞。将可能会捕获到足够近的恒星，这意味着天文学家将能够测量出人马座A*的自旋与质量两个量，并定义其周围的空间和时间。这将是再次在完全不同的测试水平以验证爱因斯坦的广义相对论。

通过近30年来越来越精确的测量，科学家们终于取得今天的成果，这使科学家能够开始揭开暗藏在我们银河系中心的这一庞然大物的奥秘。该研究论文，题为：“在银河系中心大质量黑洞附近的S2星轨道上的史瓦西进动的探测”（Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole），发表在最近的《天文学和天体物理学》杂志上。