天文新发现！银河系中心惊现近黑洞恒星，有望揭开黑洞自旋之谜

你敢信吗？银河系最核心的位置，藏着一个质量相当于430万个太阳的超大黑洞，距离我们两万七千光年。天文学家盯了这块区域三十年，终于挖到一颗最懂黑洞的“卧底”恒星。它贴黑洞贴得够近，跑起来速度够快，说不定就能帮人类搞定那个悬了很久的终极问题。

这个躲在银心的黑洞就是人马座A*，是目前离地球最近的超大质量黑洞，也是最适合通过追踪恒星轨道研究的对象。天文学家这些年在它周围找到几十颗被叫做“S星”的天体，2026年8月，德国马普地外物理研究所牵头的GRAVITY合作组在《自然》发表新发现，确认了新成员S301。它绕黑洞一圈只要8.7年，比之前保持纪录的S55还短了三年多，冲到离黑洞最近的近心点时，速度能达到每秒约2.5万公里，相当于光速的8.5%，妥妥是目前已知银河系轨道速度最快的恒星。

速度快只是它的加分项，真正让天文学家兴奋的，是它离黑洞足够近。当年帮天文学家拿了诺奖的S星S2，离黑洞最近的时候大约是1400个史瓦西半径。换到S301，这个数字只有136到142，整整近了十倍，换算下来也就相当于土星到太阳的距离，搁黑洞边上真叫贴脸输出。

黑洞自旋对时空的影响，会随着距离增加迅速衰减。之前在S2轨道上几乎完全分辨不出来的自旋信号，到了S301这里，终于进入了能被观测到的范围。不转的黑洞会弯曲周围的时空，恒星每转完一圈，椭圆轨道的方向都会往前挪一点，很多圈叠起来就像慢慢开的花，这个效应叫史瓦西进动。S2每圈的进动大约是12角分，S301能接近2度，刚好也是S2的十倍。

如果黑洞本身还在旋转，那还会多出来一层效应。旋转的黑洞不光会把时空压凹下去，还会像勺子搅动蜂蜜一样，拖着周围的时空一起打旋，恒星的整个轨道平面都会跟着被拧动。这个效应叫伦斯-蒂林进动，也叫参考系拖曳，它的强弱直接和黑洞自旋挂钩，但是信号比史瓦西进动弱得多，衰减也快得多，只有够近的恒星才会留下能被观测到的痕迹。

现在人类对人马座A*的自旋完全没有公认的结论。有人靠黑洞外流反推，得到的数值接近0.9，觉得它转得飞快。也有研究把自旋上限压到0.1以下，认为它基本不怎么转。结果差这么多，是因为之前的方法都要靠黑洞周围的气体、磁场这些外围信息反推，一大堆假设出来的结果，自然公说公有理婆说婆有理。

S301的珍贵之处，就是它给了人类一个更直接的思路。不用再绕弯子猜气体的状态，直接看旋转的时空怎么改变一颗恒星的轨道，结果肯定靠谱得多。现在这篇《自然》论文还没测出自旋，毕竟S301本身亮度只有S2的百分之一，质量也就和太阳差不多，找起来真的太难了。

要在尘埃密布、群星挤成一团的银心找出这么个微弱的光点，靠的是欧洲南方天文台甚大望远镜的GRAVITY干涉仪。它能把四台8米望远镜接收到的光合在一起，分辨率比单台望远镜高得多，极其微小的位置变化都能测出来。2023年春天团队才注意到这个移动飞快的弱光点，翻出八年多的旧数据，凑够了19个位置点，才拼出一条吻合的椭圆轨道。

目前S301沿视线方向的速度还没测出来，三维轨道还存在两种不同的解，这也是现在没法测出自旋的原因之一。想要拿到准确结果，天文学家还要再等快十年。S301转一圈要8.7年，自旋信号只有在近心点才足够明显，它上一次过近心点是2023年，下一次要等到2031年。

天文学家得守着这次关键的近心点掠过，把新一圈轨道的数据和之前的结果对比，扣除史瓦西进动和其他暗天体扰动的影响，才有可能从接近2度的主要偏移里，分离出最多约0.1度的自旋信号。按照现在的规划，一直观测到2035年前后，再配合下一代极大望远镜的新观测数据，只要黑洞自旋够快、方向合适，人类就能拿到第一个直接测出来的银心黑洞自旋结果。

一旦测出来自旋，我们就能完整掌握这颗离我们最近的超大质量黑洞的全部核心性质。自旋还藏着黑洞成长历史的线索，它是一直吸同方向的物质越转越快，还是经历了杂乱的并合吸积把自旋拖慢，不同的成长路径会留下不同的自旋印记。更重要的是，这次测量会把广义相对论的检验，从质量弯曲时空推进到旋转黑洞拖动时空，帮人类在极端引力环境再验证一次这个现代物理的基石。

两万七千年前S301发出的光从银心出发，今天我们才把这些光拼成它的轨道。未来十年我们等的不是它再走一遍老路，就是想看看它会不会比不转黑洞的预期多偏那么一点点。就那么一点点，就能回答我们追问了很久的问题。

参考资料：人民日报 银河系中心发现近黑洞恒星 有望解开黑洞自旋之谜