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S2

（恆星）

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S2（又稱S0–2）是一顆極其靠近銀河系中心無線電波源人馬座A*的恆星，軌道週期為15.56±0.35年，近星點約為120個天文單位，相當於太陽和海王星距離的四倍。歐洲南方天文台（ESO）估計該恆星最初形成時的質量為太陽的14倍 [1]  ，而根據光譜類型來分析，其質量約為太陽的10-15倍。
自1995年以來，加利福尼亞大學洛杉磯分校與馬克斯-普朗克太空物理學研究所的兩個小組一直在監測其位置的變化，作為收集銀河系中心存在超大質量黑洞證據工作的一部分。
一個主要來自馬克斯-普朗克太空物理學研究所的天文學家小組利用觀測S2環繞人馬座A*的軌道運動來測量地球到銀心的距離，他們最終測得的距離為7,940±420秒差距（25,900.28±1,370.04光年），這與之前用其它方法測得的距離基本一致。 [2] 
外文名
S2
別    名
S0–2
分    類
恆星
質    量
10-15 M☉
赤    經
17時45分40.04秒
赤    緯
-29°00′27.97″
距地距離
25,900±1,400 ly
離心率
0.88466±0.00018
公轉週期
15.56±0.35 yr
軌道傾角
133.818±0.093°
光譜類型
B0-2V/B1V
伴    星
人馬座A*
軌道交點
227.85±0.19°
近星點幅角
66.13±0.12°

目錄

  1. 1 星體命名
  2. 2 軌道運動
  3. ▪ 軌道
  4. ▪ 觀測記錄

S2星體命名

人馬座A*與光回波（左上方標記圈內） 人馬座A*與光回波（左上方標記圈內）
名稱“S0–2”於1998年被首次使用。“S0”表示該星是人馬座A* 1角秒內的一顆恆星，也表示星系中心，“S0–2”是觀測時看到的第二顆最接近中心的恆星 [3]  。這顆恆星隨後被簡單編號為“S2”，是銀心附近11個紅外光源中第二個被編號的，且編號順序是逆時針方向。 [3] 

S2軌道運動

S2軌道

S2及其它環繞人馬座A*旋轉的恆星的軌道 S2及其它環繞人馬座A*旋轉的恆星的軌道
S2的軌道運動可以讓科學家進行多種廣義相對論效應的測試。人馬座A*的質量估測為太陽的370萬—460萬倍，且因為S2極其接近人馬座A*，這使得S2的軌道速度極快，近星點時，其軌道速度高達約5000km/s，相當於光速的2%。加速度大約為1.5 m/s²，或地球表面重力的1/6。 [4] 
S2的運動也可用於觀測其他靠近人馬座A*的天體。一般認為有數千顆恆星和大量的恆星殘骸（如恆星級黑洞、中子星、白矮星）散佈於S2軌道內的空間。這些天體擾動S2的軌道，使其偏離代表單個點質量中心運動軌跡的開普勒軌道 [5]  。到目前為止，位於S2軌道空間範圍內的引力對該恆星引力影響可知該區域內天體的總質量不到銀河系中心超大質量黑洞的百分之一 [6]  。

S2觀測記錄

天文學家從1992年開始就對S2的軌道進行觀測。在2002年時，它距離人馬座A*最近，但因當時的望遠鏡還不夠精確，故無法做出較為精準的測量。直到2018年5月，S2再次靠近，此次距離人馬座A*約為200億公里（約120個天文單位）的最近點 [7]  ，當時其軌道速度達到了7,650km/s（約為光速的2.55%）。
當S2經過人馬座A*時，強大的引力場導致其產生紅移。 當S2經過人馬座A*時，強大的引力場導致其產生紅移。
兩個研究小組分別使用凱克天文望遠鏡（Keck telescopes）和甚大望遠鏡（VLT）對S2進行了追蹤。為了更精確的在眾多恆星中定位單個恆星，研究人員使用了自適應光學技術，它能幫助抵消由地球大氣所造成的扭曲。由Reinhard Genzel領導的歐洲團隊使用VLT的四台望遠鏡作為干涉儀，將收集到的光組合在一起，其分辨率相當於一台直徑為130米的超級望遠鏡。
研究人員在5月19日（最接近人馬座A*時）前後定期對S2進行了監測。通過圖像，他們可以跟蹤恆星在天空中的視路徑；利用光譜儀，他們可以通過恆星的多普勒頻移測量它朝向或遠離地球的徑向速度（又稱視向速度）。天文學家希望看到愛因斯坦所預言的兩種效應：他們希望探測到光子從黑洞強大的引力場逃逸時導致的能量減少（即引力紅移效應）；其次，他們也希望看到愛因斯坦的狹義相對論預言的相對論性橫向多普勒效應（即當一個物體的運動方向與視線相切而發生的紅移）。最終，Genzel團隊看到了相對論效應的聯合作用，人馬座A*的引力將S2的徑向速度紅移了200km/s，其結果和相對論的預測相吻合，但與牛頓引力預測的不一致。 [8] 
（圖片來源：ESO/M. Kornmesser）
參考資料