S2（又称S0–2）是一颗极其靠近银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。

自1995年以来，加利福尼亚大学洛杉矶分校与马克斯·普朗克太空物理学研究所的两个小组一直在监测其位置的变化，作为收集银河系中心存在超大质量黑洞证据工作的一部分。

一个主要来自马克斯-普朗克太空物理学研究所的天文学家小组利用观测S2环绕人马座A*的轨道运动来测量地球到银心的距离，他们最终测得的距离为7,940±420秒差距（25,900.28±1,370.04光年），这与之前用其它方法测得的距离基本一致。

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 弧秒内的一颗恒星，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。这颗恒星于2017年被简单编号为“S2”，是银心附近11个红外光源中的第二个。

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（注：其轨道是已知运动最快的弹道轨道），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。

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）。天文学家希望看到阿尔伯特·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）

参考资料

High Proper Motion Stars in the Vicinity of Sgr A*: Evidence for a Supermassive Black Hole at the Center of Our Galaxy.CUL.2018-11-25

Surfing a Black Hole.ESO.2018-11-25