太空是黑暗的,我们都知道。但是有多黑呢?天文学家试图用新视野号宇宙飞船来回答这个大问题。美国宇航局的探测器通过对宇宙产生的光总量进行有史以来最精确、最直接的测量,最终帮助专家们对这个话题有了更多的了解。
18年前发射的宇宙飞船现在距离地球超过54亿英里,远离我们太阳系的行星。它位于太空中最黑暗的地方,我们系统中背景尘埃的辉光不会以任何方式影响它。
由于存在于任何现有望远镜都能观测到的最黑暗的天空中,该探测器有最好的视角来测量遥远宇宙的整体亮度或黑暗程度。
这项新研究发表在《天体物理学杂志》上。
“如果你在太空深处举起手,宇宙会照在你的手上多少光?”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家、该论文的主要作者马克·波兹曼问道。
研究人员发现,仅来自不同背景星系的光就充满了宇宙。没有别的东西能发光。
“我们现在对太空到底有多黑暗有了一个很好的了解。结果表明,我们从宇宙中接收到的绝大多数可见光是在星系中产生的。重要的是,我们还发现,没有证据表明天文学家目前不知道的来源产生了大量的光。”
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在20世纪60年代,天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现,宇宙中充满了强烈的微波辐射,这可能是宇宙本身形成时留下的。后来,天文学家还发现了x射线、伽马射线和红外辐射存在的证据。
他们需要把所有星系在宇宙生命周期中产生的光加起来。探测“普通”(或可见)光的背景,也被称为宇宙光学背景,或COB,是一种方法。
哈勃和詹姆斯·韦伯到来后,天文学家测量了COB,以探测可能来自已知星系以外的光。但是,有一个问题。
“新视野”号的合作研究者托德·劳尔(todd Lauer)说,要测量宇宙从地球或太阳系内部任何地方发出的总光是不可能的。
他说:“太多的阳光和反射的行星际尘埃将光线散射成朦胧的雾,遮蔽了来自遥远宇宙的微弱光线。”
当新视野号到达数十亿英里之外时,它用远程侦察成像仪(LORRI)扫描了宇宙,从距离太阳比地球远57倍的距离收集了24个独立的成像场。
这些数据与之前的信息相结合,表明在考虑了所有已知的光源,如背景恒星和银河系内薄尘埃云散射的光后,剩余的可见光水平与过去126亿年来所有星系产生的光强度相匹配。
“最简单的解释是,COB完全是由星系造成的,”劳尔说。“向星系外看,我们发现那里一片黑暗,仅此而已。”