甚大望远镜阵列使用激光导星和四台联网的红外望远镜，使天文学家能够穿透我们星系湍流的核心，并研究潜伏在那里的超大质量黑洞。（图片来源：G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO）天文学家们长期以来一直关注着一组围绕着我们银河系中心超大质量黑洞摇摇欲坠运行的恒星。在欧洲南方天文台周四宣布的一项发现中，科学家们表示，他们终于观测到了其中一颗恒星在穿越黑洞引力场时的景象。这是爱因斯坦广义相对论在超大质量黑洞附近进行的首次检验。这一事件以令人难以置信的细节被记录下来，揭示了黑洞的极端引力如何影响光线。爱因斯坦曾怀疑黑洞可能强大到足以在极端情况下降低光的频率，而他的理论再次经受住了考验。这一声明在德国加兴的欧洲南方天文台（ESO）总部宣布。在新闻发布会上，ESO 研究员 Frank Eisenhuer 将爱因斯坦提出的预测红移与观测到的数据进行了对比——数据近乎完美地吻合。现场响起掌声。“用体育界的说法，这是爱因斯坦的一次胜利，” Eisenhuer 说。数十年来，科学家们一直在监测一个名为人马座 A* 的黑洞，它位于银河系的中心。它的质量是太阳的四百万倍。一群神秘的恒星围绕着它运行。2018 年 5 月 19 日，其中一颗轨道恒星 S2 穿越了人马座 A* 的引力场，为科学家们提供了一个绝佳的机会来研究爱因斯坦预测的一个现象，即所谓的引力红移，在最极端的情况下是否会发生。引力红移发生在光线穿过引力场并损失一部分能量时，导致其向光谱的红色端或低频端移动。随着光线越来越受到引力的拉扯，它必须更努力地保持恒定的速度。因此，它不会以原始频率振荡，而是以某种方式拉伸其波长，使其变长。科学家们长期以来一直希望能观察到这一现象在黑洞领域是如何发生的。然而，人马座 A* 距离我们约 26,000 光年，并且隐藏在巨大的尘埃云后面。但最近，欧洲南方天文台（ESO）为其甚大望远镜阵列（VLT）配备了一个新工具。它名为 GRAVITY，结合了 VLT 四台望远镜收集的光线，其分辨率和精度是单台望远镜的 15 倍。这种分辨率相当于从地球上观察月球上的一个网球。这使得天文学家能够对 S2 恒星最近一次近距离飞越人马座 A* 进行逐小时测量。他们观察了 S2 接近黑洞时发生的情况，在宇宙尺度上，距离它大约 120 亿英里。在这次近距离接触中，S2 的速度接近每秒 5,000 英里（8,000 公里），相当于光速的 2.7%。ESO 团队将这些新数据与之前收集的关于 S2 的数据进行了比较，以了解其光线是如何被潜入强引力场而改变的。通过这种方式，他们证实了从恒星发出的光由于黑洞的拉力而变得不那么有能量——可以说是被耗尽了——并向较低频率移动。“这是我们第二次观测到 S2 恒星在我们银河系中心黑洞附近运行。但这一次，由于仪器得到了很大改进，我们能够以前所未有的分辨率观测这颗恒星，”马克斯·普朗克地外物理研究所的 Reinhard Genzel 解释道。“我们为这次事件已经进行了多年的密集准备，因为我们想充分利用这个独特的机会来观测广义相对论效应。”在新闻发布会上，巴黎天文台的 Odele Staub 解释说：“这为什么重要，我们为什么要这样做？引力是宇宙的一个基本属性。理解地球上的引力、太阳系中的引力、银河系中的引力、银河系外的引力——这是理解我们宇宙的关键。“我们观察了我们的银河系中心，我们看到的是，是的，它表现得就像爱因斯坦的黑洞。我们测量到的东西已经无法用牛顿定律来描述了。”在接下来的几个月里，研究人员还计划监测这次近距离接触可能如何改变 S2 的轨道，这将有助于我们了解人马座 A* 的质量分布，这个我们从远处欣赏的黑洞。
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