发现银河系迄今最快速恒星！移速近光速8%，比商用客机快10万倍

科学家在银河系中心找到刷新移动速度记录的恒星，命名S301，它绕行超大质量黑洞人马座A*一圈只需8.7年，打破先前S4714恒星绕行人马座A*一圈约12.6年的记录。

发现S301的过程是场硬仗，研究共同作者、德国马克斯普朗克地外物理研究所博士生FelixMang形容，从地球看S301亮度仅约参宿四20亿分之1，它还挤在一群更明亮的恒星邻居中间，好比要从开大灯的车阵揪出一束手电筒光芒。

甚大望远镜GRAVITY仪器近日升级为GRAVITY+，灵敏度提升10～100倍，团队搭配新的影像重建方法观测比肉眼可见光暗40亿倍的天体，在2023年成功将S301模糊讯号从背景杂讯“挖”出来。

大致确定S301轨道后，研究人员回顾过往观测数据，于2021年、2017年旧数据再次找到S301，8年间19个测量位置帮助团队勾勒出S301完整闭合椭圆轨道。

该恒星质量约太阳1.5倍，掠过银河系中心黑洞峰值速度超过每秒25,000公里，这是人类目前观测到银河系最快的恒星。最接近黑洞一刻，S301与超大质量黑洞距离仅12个天文单位（相当于土星到太阳距离），比先前记录保持者S2恒星还要靠近10倍。

此外，研究究团队推测S301可能曾与另一颗恒星组成联星系统，由于太过靠近黑洞，在希尔斯机制（HillsMechanism）作用下被黑洞强行分开，S301因此进入更紧密绕行黑洞的轨道，另一颗则以超高速恒星形式被抛出银河系。

发现S301对天文学家来说意义重大，它的轨道比先前记录保持者更靠近人马座A*，将是目前唯一一个能利用恒星动力学直接测量人马座A*自旋的对象，研究人员预计10年内可精确测出人马座A*自转速度。

此前，绕行黑洞公转轨道周期16年的S2恒星承担大部分相关研究，历年追踪结果已证实爱因斯坦广义相对论2项预测：恒星发出的光在脱离黑洞引力井过程会损失能量，以及S2恒星的椭圆轨道存在史瓦西进动（天体绕行巨大质量中心时，因强重力场导致轨道随时间推移逐圈偏移，在太空描绘出类似玫瑰花瓣的环状轨迹）。

上述效应取决于黑洞质量，但黑洞还有第2个特性：自旋。旋转黑洞会带动周围空间结构，就像汤匙搅拌蜂蜜，但效应随距离增加迅速减弱，因此精准测量黑洞自旋需要一颗比S2更靠近黑洞的恒星。

天文学家将使用GRAVITY+仪器继续追踪S301，预计S301下次近距离经过黑洞为2031年，集结2次完整轨道观测数据可能首次揭开银河系人马座A*的自旋速度。

新论文发表在《自然》（Nature）期刊。