銀河系中心(英語:Galactic Center),是銀河系環繞的中心區域,同時也是整個銀河系中最明亮的區域。銀心位于人馬座、蛇夫座與天蝎座三個星座中,距離地球24,000 至 28,400 光年(約 8,000 秒差距)。天球赤道座標:星圖 赤經17時 45分40.04秒,赤緯?29°00′28.1″。復雜的無線電波源人馬座A幾乎位于銀河系中心,并包含一個與銀河中心超大質量黑洞位置吻合的強大且致密的電波源:超大質量黑洞被命名為人馬座A*。吸積進入黑洞的氣體,可能也涉及環繞它周圍的吸積盤,將釋放能量為電波源供給能源,而它們比黑洞本身大許多。
位于德國的馬克斯·普朗克外星物理研究所的科學家,使用智利的望遠鏡證實,存在于銀河中心的超大質量黑洞質量為430萬太陽質量。在2015年1月5日,美國國家航空航天局報告說觀測到人馬座A*的X射線閃焰破紀錄的比平常亮了400倍。天文學家宣稱,這種不尋常的事件可能是由于一顆小恒星落入黑洞被扯碎,或者是因氣體流入人馬座A*引發磁力線糾纏造成的。
銀河系是一個包含太陽系的棒旋星系。直徑在100,000光年至180,000光年之間,平均厚度約1,000光年。估計擁有1,000億至4,000億顆恒星,還可能有1,000億顆行星。太陽系距離銀河中心約26,000光年,在有著濃密氣體和塵埃,被稱為獵戶臂的螺旋臂的內側邊緣。整個銀河系對銀河系外的宇宙參考坐標系以大約每秒600公里的速度在移動。
銀河系的大小規模比較,如果太陽到海王星的大小相當于25分的美元硬幣(24.3毫米),銀河系的大小就如同美國大陸。銀河系的總質量估計為1.5萬億個太陽質量。
太陽系大約每2.25—2.5億年在軌道上繞行一圈,可稱為一個銀河年,因此以太陽的年齡估算,太陽已經繞行銀河20—25次了。太陽的軌道速度是217公里/秒,每8天就可以移動1天文單位,1400年可以運行1光年的距離。
歐洲南方天文臺拍攝的銀河系圖,銀河系的中心在視野的中心,銀河的北方朝上。
這幅由藝術家所描繪的銀河系圖景中標出了太陽所處的位置,以及另一側處在盾牌—南十字臂中的恒星形成區
銀河系中的旋臂波浪
銀河系全圖
銀河系全圖
銀河系全圖
銀河系全景圖
據報道,2012年發現了銀河系中心一個非常紅的紅外物體接近超大質量黑洞(上圖)。被稱為G2的該物體被預測在軌道上,還從G2中檢測到布拉克特-伽瑪(Brackett-gamma)射線,表明該物體是一個塵土飛揚的有三個太陽質量的物體。加州理工大學洛杉磯分校銀河中心小組成員在2014年夏季對G2物體最接近黑洞的過程中進行了密切監視,G2到黑洞事件視界的距離居然一度只要幾百天文單位(1天文單位為地球到太陽的均勻距離)。天文學家猜測,如果G2僅僅一團氣體云的話,很快就被被黑洞的巨大引力撕扯成碎片。但這團天體依然完好無損,僅僅稍有變形罷了,發現G2幸存下來。如果G2是氣體云,它將在接近黑洞時被撕裂。取而代之的是,天文學家證明了G2是一對雙星,它們串聯地繞著黑洞運行,并合并成一個巨大的恒星,被氣體和塵埃掩蓋。
2020年1月15日加州理工大學洛杉磯分校銀河中心小組發現一群被銀河黑洞環繞的塵土包裹物,在我們銀河系中心距離超大質量黑洞人馬座A *不遠的地方發現了一類新奇異的物體。他們在2020年1月16日的《自然》雜志上發表了他們的研究。銀河系中央的0.1秒差距(0.326光年)上有一個超大質量的黑洞,該黑洞人馬座A *的位置旁,一群年輕的大質量恒星簇(S星3)和各種氣態特征組成。最近,發現有兩個不尋常的物體圍繞人馬座A *軌道運行:所謂的G源,即G1和G2氣體云。G2氣體云最接近黑洞,相距約241億公里。這些物體尚未解析(大小約為100個天文單位,但遠星點除外,與黑洞的潮汐相互作用使它們沿著軌道伸展,并且它們同時顯示了熱塵埃散發和電離氣體的線散。
加州大學洛杉磯分校天體物理學教授安德麗亞·蓋茲(Andrea Ghez)講:“在接近黑洞的這段時間里,G2的體現一向很古怪,”蓋茲指出,“它在遠離黑洞時看上去很溫和無害,但在接近黑洞時卻變成了一副耀武揚威的樣子。”
在這次近距離觸摸后的幾年間,隨著G2逐漸遠離黑洞,形狀又變得規整緊湊起來。這些都闡明,這團天體內部必定存在某種強壯的引力、將其緊緊維系在一起,闡明它可能是某種恒星。
G1和G2氣體云引起了人們的注意,因為它們似乎與超質量銀河黑洞在潮汐作用下相互作用,可能增強了它的積聚活性。關于其性質,尚未達成廣泛共識:G物體顯示出氣體和塵埃云的特征,但顯示出恒星質量物體的動力學特性。在這里,我們報告了對另外四個G對象的觀察,這些對象都位于黑洞0.04秒差距之內,并且構成了該環境可能唯一的天體。從六個G天體得出的軌道變化很大,它們的公轉周期從100年到1000年不等,在靠近黑洞時形狀會拉長,這表明它們是共同但分開形成的。
環繞銀河系中心黑洞旋轉的六個奇特天體G的概念圖
天文學家還描述了六個G圍繞銀河系中央黑洞旋轉的奧秘天體。該研究作者指出,這些異常天體看上去像是一團團橢圓形的氣體,質量應為地球的幾倍。但它們的行為卻像小型恒星一樣,可以從黑洞極近處擦肩而過,卻不會被撕成碎片。這些奇異的天體究竟只是氣體,仍是恒星呢?該研究作者指出,或許兩者皆而有之。依據它們的形狀,軌跡,以及與黑洞之間的相互作用,研究人員提出,每個G天體,在若干年前受黑洞引力的影響而相撞或許曾經是一對雙星系統(即兩顆圍繞互相旋轉的恒星)至今仍在向外噴吐撞擊發生的氣體和塵埃。
銀河系中心的圖像
銀河系中心的圖像
銀河系中心在星圖中的位置
銀河系中心,在長達16年的研究中,使用歐洲南方天文臺(ESO)的幾臺旗艦望遠鏡,一組德國天文學家繪制了潛伏在我們銀河心臟的怪物周圍的最詳細的視圖,這是一個超大質量的黑洞。這項研究通過繪制近30顆恒星的軌道圖,揭示了這個動蕩地區的隱藏秘密,是以前研究的五倍。一顆恒星現在已經繞黑洞完成了一個完整的軌道。通過以令人欽佩的耐心和驚人的精確度觀看28個繞銀河系最中心區域運轉的恒星的運動,天文學家已經能夠研究潛伏在那里的超大質量黑洞,它被稱為“人馬座A *”(發音為“人馬座A星”)。這項新的研究標志著首次對如此眾多的中心恒星的軌道進行了精確計算,并揭示了有關這些恒星的神秘形成以及它們所束縛的黑洞的信息。
“銀河系的中心是一個獨特的實驗室,在這里我們可以研究與所有其他銀河核極為相關的強引力,恒星動力學和恒星形成的基本過程,而且其細節層次是我們銀河系之外無法實現的”,位于慕尼黑附近加興(Garching)的馬克斯·普朗克(Max-Planck)外星物理研究所的負責人萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)解釋說。充滿銀河系的星際塵埃阻礙了我們在可見光下直視銀河系的中央區域。因此,天文學家使用可以穿透灰塵的紅外波長探測該區域。盡管這是一項技術挑戰,但值得付出努力。
該研究的第一作者斯蒂芬·吉列森(Stefan Gillessen)說:“銀河中心擁有已知的最接近的超大質量黑洞。因此,它是詳細研究黑洞的最佳場所。”該團隊通過觀察中心星在人馬座A *周圍的運動來將其用作“測試粒子”。正如在寒冷的陣風中捕獲的葉子揭示出復雜的氣流網一樣,跟蹤中央恒星也顯示出銀河中心工作中的力量聯系。
然后,這些觀察結果可用于推斷黑洞本身的重要屬性,例如其質量和距離。這項新研究還表明,恒星感知到的質量至少有95%必須在黑洞中。因此,幾乎沒有空間容納其他暗物質。“毫無疑問,我們長期研究中最引人注目的方面是,它提供了現在被認為是確實存在超大質量黑洞的最佳經驗證據。銀河中心的恒星軌道表明,有著四百萬個太陽質量的中心一定是一個黑洞。”這些觀測結果還使天文學家可以非常精確地確定我們到銀河系中心的距離,而現在測得的距離為27,000光年。
為了繪制這張無與倫比的銀河系心臟圖片,并計算單個恒星的軌道,團隊不得不研究那里的恒星多年。因此,這些最新的開創性成果代表了16年的專注工作,始于1992年使用位于智利拉西拉天文臺的歐洲南方天文臺(ESO)3.5米新技術望遠鏡上的SHARP攝像機進行觀測。自2002年以來,隨后使用安裝在歐洲南方天文臺(ESO)8.2 米甚大型望遠鏡(VLT)上的兩臺儀器進行了更多觀測。
在過去的16年中,總共使用了歐洲南方天文臺(ESO)望遠鏡進行了大約50個晚上的觀察,以完成這一令人難以置信的觀察。與以前的研究相比,這項新工作將天文學家測量恒星位置的準確性提高了六倍。最終精度為300微秒,相當于從大約10,000 公里的距離看到一歐元硬幣。現在,已知的恒星軌道數量首次大到足以在它們之間尋找共同的性質。
吉列森(Gillessen)說:“最內層區域的恒星像一群蜜蜂一樣處于隨機軌道上。”“但是,更遠的是,這28個恒星中有6個繞著盤中的黑洞運轉。在這方面,這項新研究還明確證實了發現中心盤的早期工作,中心定向的軌道,這就是如何最好地描述銀河系中心年輕恒星的動力學。”一顆稱為S2的特殊恒星繞銀河系中心如此快速地旋轉,以至于在研究的16年內完成了整整一圈的旋轉。觀測S2的一個完整軌道對實現高精度和理解該區域至關重要。然而,關于這些年輕恒星如何進入今天所觀察到的軌道的問題仍然是個謎。它們太年輕了,無法遷移到更遠的地方,但似乎更不可能出現在它們當前的軌道上,黑洞的潮汐作用在此。
令人興奮的是,未來的觀察已經在計劃中,以測試試圖解決這一難題的幾種理論模型。萊因哈德·根舍(Reinhard Genzel)說:“歐洲南方天文臺(ESO)仍然充滿期待。”“對于未來在黑洞附近的研究,我們需要比目前可能的角度分辨率更高的角度分辨率。”下一代儀器GRAVITY的首席研究員弗蘭克·艾森豪爾(Frank Eisenhauer)認為,歐洲南方天文臺(ESO)很快就能獲得所需的分辨率。“下一個重大進展是將來自四個8.2米甚長基線干涉測量(VLT)單元望遠鏡的光組合在一起,一種稱為干涉測量的技術。這將使觀測的精度比目前的水平提高10到100倍。這種組合具有有可能直接測試愛因斯坦在黑洞附近目前尚未探索的地區的廣義相對論。”
這些觀察結果是16年大型監視活動的高潮,該監視活動始于1992年歐洲南方天文臺(ESO)的SHARP新技術望遠鏡。然后,使用納科·納斯米斯(NaCo Nasmyth)自適應光學系統(NAOS)近紅外成像儀和光譜儀(CONICA)和SINFONI的光譜測量儀器在歐洲南方天文臺(ESO)的超大望遠鏡上進行追蹤。這兩種儀器都依賴于自適應光學器件的使用,這使天文學家可以消除大氣的模糊效應。由于銀河系的中心非常擁擠,因此必須以盡可能高的分辨率觀察它,因此需要自適應光學系統。只有無線電信號,紅外線和X射線才能從銀河中心到達我們。無線電觀測結果表明,大多數氣體和X射線觀測站對高能過程都很敏感,而紅外線則可以觀測這些恒星。
銀河系中心氣體和灰塵圍繞黑洞的位置。在2019年5月13日在夏威夷島上的凱克 2望遠鏡上進行的一次觀察會議中,天文學家捕獲了人馬座A *星(Sgr A *),因為它突然變亮了75倍,然后又恢復了正常水平。顯示了超過2.5個小時的圖像間隔時間。
人馬座A *星
人馬座A *星位置圖
銀河系黑洞質量及其與地球的距離
銀河系黑洞中噴射物的證據,將來自錢德拉X射線天文臺的X射線數據與超大型陣列(VLA)的無線電觀測相結合,銀河中心小組成員展示了最好的情況,即存在從銀河中噴出的高能粒子射流中心超大質量黑洞。合成圖像顯示,噴射流遠離人馬座A *星并在太空中傳播,直到它與氣體相距數光年之遙,并觸發了激波鋒的形成。相互作用還加速電子并產生X射線。
銀河系中部最明顯的地方,銀河系中心本身位于人馬座,距離我們約有27,000光年,它藏在厚厚的星際塵埃云后面,這些塵埃云在可見光中看起來像是黑暗的遮蓋物。這張圖片涵蓋了2.5弧分的視場。
斯皮策圖像揭示了銀河系中心可見光看不見的:低溫恒星(藍色),熱的塵埃(紅色),靠近中央的明亮白點是人馬座A*。顯示了成千上萬的恒星擠在銀河系的漩渦狀核心中。
銀河系中心圖像
銀河系中心大量的恒星在中心幾秒鐘內以高速度運動
銀河中心的軌道平面方向。在球面上繪制軌道角動量矢量指向的方向。恒星編號S66,S67,S83,S87,S91,S96,S97和R44是順時針恒星盤的成員(2009年),由粗的灰色點和虛線標記。其他恒星的軌道是隨機定向的。標簽的顏色表示恒星類型(藍色代表早期型恒星,紅色代表晚期型恒星)。銀河系中心黑洞附近,存在著一群年輕S恒星。
銀河拱門和五重星團是銀河系中最重的年輕星團。它們位于距黑洞約30秒差距(約97光年)的位置,并且形成于銀河系中最極端的環境之一。同樣,這些星團經歷了來自超大質量黑洞的強大的潮汐剪切力。 這些星團與銀河系中心附近的年輕恒星團一起,為研究極端初始條件下恒星和星團如何形成提供了理想的機會。
這幅銀河系中心的彩色紅外復合圖像,揭示了新的大質量恒星群,以及圍繞中心300光年旋轉的熱電離氣體中復雜結構的新細節。這張一覽無余的全景圖是用銀河系核心拍攝的最清晰的紅外照片,并提供了一個實驗室,以研究在其他星系經常充滿暴力的核區域中大質量恒星如何形成并影響其環境。該視圖將哈勃太空望遠鏡的近紅外攝像機和多目標光譜儀(NICMOS)的清晰成像與以前的斯皮策太空望遠鏡使用其紅外天文攝像機(IRAC)進行的彩色成像相結合。中間的塵埃云將銀河核遮蓋在可見光下,但紅外光會穿透塵埃。顯示出大量的大質量恒星分布在整個地區。一個新發現是,天文學家現在發現,大質量恒星并不局限于銀河中心已知的三個大質量恒星團之一,即中央星團,拱門星團和五重星團。在圖像中,這三個星團很容易看到密集的明亮大質量恒星。分布的恒星可能是孤立形成的,也可能起源于被強引力潮汐打亂的星團。這些恒星的風和輻射形成了在核心中看到的復雜結構,在某些情況下,它們可能觸發了新一代恒星。
天文學家觀察到有史以來銀河系中心最大的X射線耀斑,這是從銀河系中心的超大質量黑洞中發現的。美國航空航天局(納薩NASA)的錢德拉X射線天文臺發現了這一事件,引發了有關這個巨大黑洞及其周圍環境行為的疑問。位于我們銀河系中心的超大質量黑洞被稱為人馬座A *星或Sgr A *,據估計它包含了太陽質量的450萬倍。天文學家在使用錢德拉觀察人馬座A *星(Sgr A *)對附近稱為G2的塵埃狀電離氣體云的反應時做出了意外發現。馬薩諸塞州阿默斯特學院的首席研究員達里爾·哈加德(Daryl Haggard)說:“不幸的是,當它接近人馬座A *星(Sgr A *)時,G2氣體云并沒有產生我們所希望的煙花。”“但是,大自然常常使我們感到驚訝,我們看到了其他確實令人興奮的東西。”
2013年9月14日,哈加德和她的團隊從人馬座A *星(Sgr A *)處檢測到X射線耀斑,其亮度比通常的安靜狀態高400倍。這種“巨大耀斑”的亮度比2012年初人馬座A *星(Sgr A *)之前最亮的X射線耀斑高出近三倍。人馬座A *星(Sgr A *)安定下來后,錢德拉在2014年10月20日觀察到另一場巨大X射線耀斑,比平時高出200倍。天文學家估計,G2在2014年春天離黑洞最近,相距150億英里。2013年9月觀察到的錢德拉耀斑距離黑洞約100倍,這使得該事件不太可能與G2有關。研究人員有兩種主要理論來研究導致人馬座A *星(Sgr A *)以這種極端方式爆發的原因。首先是小恒星離超大質量黑洞太近,被重力撕裂了。這種潮汐擾動產生的碎片變得非常熱,并產生了X射線,然后在黑洞的無返回點或視界范圍內永久消失。“如果一顆小恒星被撕裂,它會在黑洞周圍繞了幾個小時,就像水繞著排水溝流下來一樣,然后才掉進去,”
馬薩諸塞州理工大學麻省理工學院的合著者弗雷德·巴甘諾夫(Fred Baganoff)說。“這就是我們最后一次看到最明亮的X射線耀斑的時間,所以這是我們考慮的有趣線索。”如果這個理論成立,那意味著天文學家可能已經找到證據,證明最大的小恒星在被人馬座A *星(Sgr A *)撕裂后會產生觀察到的X射線耀斑。第二種理論是,流向人馬座A *星(Sgr A *)的氣體中的磁場線可能緊密堆積并纏結在一起。這些場線有時可能會自行重新配置,并產生明亮的X射線爆發。在太陽上可以看到這些類型的電磁耀斑,而人馬座A *星耀斑具有相似的強度模式。“最重要的是,對于由人馬座A *星(Sgr A *)造成這些巨大耀斑的原因尚無定論,”
位于德國加興的馬克斯·普朗克天體物理學研究所的合著者加布里埃萊·龐蒂(Gabriele Ponti)說。“這種罕見和極端的事件為我們提供了一個難得的機會,只需使用一滴滴入的物質來了解我們銀河系中最奇異的物體之一的物理學。”除巨大的耀斑外,與錢德拉(Chandra)進行的G2觀測活動還收集了更多有關磁星的數據:強磁的中子星位于人馬座A *星(Sgr A *)附近。這個磁星正在經歷長時間的X射線爆發,而錢德拉(Chandra)的數據使天文學家可以更好地理解這個不尋常的物體。
從夏威夷火山國家公園看到的銀河系星群和銀河系中心
哈勃太空望遠鏡,斯皮策太空望遠鏡和錢德拉X射線天文臺制作了銀河系中心區域圖像的匹配影像。每個圖像都顯示了望遠鏡在銀河中心區域的不同波長視圖,說明了每個天文臺所進行的獨特科學,揭示了銀河核心附近的強烈活動。請注意,星系的中心位于圖像中間右側和正下方的亮白色區域內。整個圖像寬度大約占一半度,與滿月的角寬度大致相同。
哈勃太空望遠鏡,斯皮策太空望遠鏡和錢德拉X射線天文臺制作了三張銀河系中心區域的圖像。斯皮策的紅外光觀測提供了銀河中心區域的詳細而壯觀的視圖(圖1)。哈勃望遠鏡還能觀察到有限范圍內的紅外光(圖2)。黃色代表哈勃望遠鏡的近紅外觀測結果。銀河系的中心由右下角的亮斑標記。沿左側是被明亮的大質量恒星團加熱的巨大的暖氣弧線。
此外,哈勃還發現了該地區更多的大質量恒星。這些恒星的風和輻射形成了整個圖像中氣體中所見的復雜結構。這張一覽無余的全景圖是銀河系中心區域有史以來最清晰的紅外照片之一。紅色代表斯皮策的紅外觀測結果。我們銀河系的漩渦狀核心擁有成千上萬個在可見光下看不到的恒星。這些恒星加熱附近的氣體和塵埃。這些塵土飛揚的云彩在紅外光下發光,并揭示出它們通常具有戲劇性的形狀。這些云中有一些藏有恒星苗圃,這些恒星苗圃正在形成新一代恒星。就像大城市的市中心一樣,我們的銀河系中心是一個擁擠,活躍且充滿活力的地方。
錢德拉(Chandra)探測到的X射線使大量異物和高能特征曝光(圖3)。藍色和紫紅色代表錢德拉的X射線觀察結果。在此圖像中,紫紅色表示能量較低的X射線,藍色表示能量較高的X射線。數百個小點顯示出黑洞和其他密集恒星物體周圍物質的發射。一個超大質量的黑洞(比太陽大約四百萬倍)位于右下角的明亮區域內。X射線的漫射光來自超大質量黑洞的流出,巨型恒星的風和恒星爆炸而加熱到數百萬度的氣體。這個中心區域是我們銀河系中最活躍的地方。將這些視圖放在一起時,此合成圖像提供了我們銀河系神秘核心有史以來最詳細的視圖之一。
在銀河系中心1.0 X 1.0弧秒內的恒星軌道,該圖像中的每顆恒星都在運動。這些軌道為超大質量黑洞提供了最佳證據。銀河系中心小組成員測量銀河系中心附近數千顆恒星的位置已有20多年的歷史了。特別是,已經測量了兩顆恒星的全相位覆蓋范圍:S0-2(軌道周期為15.56年)和S0-102(軌道周期為11.5年)。最接近的方法是,S0-2距銀河系中心僅17個光小時,約為海王星與太陽的距離的四倍。根據這些軌道數據,我們可以確定自己銀河系中中心黑洞的質量。銀河系超大質量黑洞,距地球只有25,000光年。它的質量估計是太陽質量的400萬倍,這意味著史瓦西半徑(Schwarzschild)大約是太陽半徑的17倍。作為比較,水星的軌道位于約83太陽半徑的距離。由于銀河中心是距離最近的超大質量黑洞的地點,距離約為水星軌道的100倍。因此它是解決與超大質量黑洞的基本物理學相關的一些最大謎團,以及它們在形成或形成中的作用的獨特的星系演變實驗室。
觀測顯示了關于銀河系中心的S2星軌道的發現
銀河系的超大質量黑洞周圍的S0-2和S0-102的軌道
人馬座A *星和最近爆炸發出的兩個光線回聲
人馬座A* 星圖像周圍區域
人馬座A *星中的黑洞被可見光譜中的暗云遮擋
人馬座A*星,這張照片是美國宇航局錢德拉X射線太空望遠鏡拍攝的
智利阿塔卡馬大毫米超長基線陣列射電望遠鏡(ALMA)觀察人馬座A*
人馬座A *黑洞的第一張照片
銀河系中央影像,可見S2的位置
S2,或稱為S0—2(S代表“來源/Source”), S0-2這個名稱首次出現在1998年。S0被用來表示在天球上距離銀河系中心人馬座A*一角秒以內的恒星,而S0-2則是當時量測時距離人馬座A*第二近的恒星,這顆恒星稍后被簡略編號為S2。是一顆極為接近銀河系中心無線電波源人馬座A *的恒星,位于赤經17時45分 40.0442秒,赤緯?29°00′27.975″,它的軌道周期是16.0518年,半長軸970天文單位,近拱點為17光時(18兆米或120天文單位)。S2的軌道周期只比木星繞太陽軌道長30%,但距離拱點不低于太陽和海王星距離的四倍。
天文學家以歐洲南方天文臺的觀測資料推測S2最初形成時的質量約為14個太陽質量。基于S2光譜觀察資料,該恒星的質量約為10至15倍太陽質量。2008年天文學家已觀察到到S2周圍銀河系中心的完整軌道。已知的證據都顯示人馬座A *是超大質量黑洞。由德國馬克斯·普朗克地外物理學研究所的天文學家組成的團隊觀測S2環繞人馬座A*的軌道動力學以量測地球到銀河系中心的距離,結果是7940±420 秒差距,與先前使用其他方式測定的結果吻合。S2于2018年5月接近人馬座A*時被精準追蹤,觀測結果與廣義相對論預測一致。S2的軌道是目前已知運動最快的彈道軌道,最接近人馬座A*時的軌道速度超過5000 公里/秒,相當于光速的1/60%。加速度大約是 1.5米/秒2 或者地球表面重力的 1/6。2018年7月,德國天文學家萊因哈德·根舍(Reinhard Genzel)等人的論文中報告,S2的軌道速度于同年5月位于距離人馬座A *約120天文單位的近拱點時達到了7650公里 / 秒,相當于光速的2.55%。
2012年,天文學家發現另一顆比S2更接近銀河系中心超大質量黑洞的恒星S0-102。S0-102的亮度只有S2的十六分之一,因此天文學家無法立即確認,而是累積多年觀測資料才將該恒星的光從該天區背景紅外光中分離。S0-102的軌道周期是比S2更短的11.5年。在圍繞銀河系中心黑洞的恒星中只有S2和S0-102在三維空間的軌道參數和軌跡是完全已知的。對天文學家來說,發現2顆極為靠近銀河系中心超大質量黑洞的恒星是相當有趣的,因為天文學家將可同時使用這兩顆恒星的觀測資料,得到只使用S2資料更精確的黑洞周圍重力性質與廣義相對論量測結果。
S2通過距離銀河系中心黑洞最近點的想像圖
S2和其他5顆恒星環繞銀河系中心超大質量黑洞預設者人馬座A *的推論軌道