核心提示: 新浪科技讯 北京时间1月21日消息,近日一项研究指出,对天空暗度的最新测量显示,星空星空岛数量或许只有几千亿个。 天空的暗度测量能揭晓可见星空中星空岛的数量吗?目前,天文学家可以通过计算哈勃深场所看到的...
新浪科技讯 北京时间1月21日消息,近日一项研究指出,对天空暗度的最新测量显示,星空星空岛数量或许只有几千亿个。
天空的暗度测量能揭晓可见星空中星空岛的数量吗?目前,天文学家可以通过计算哈勃深场所看到的一切天体,然后乘以天空总面积,从而评估星空岛总数,但部分星空岛太微弱、太遥远,无法直接探测到。然而,尽管我们无法数清它们的数量,但它们发出的光却在星空中弥漫着微弱的光芒。
这张艺术家绘制的是美国宇航局“新视野号”星空飞船,它在恒星空岛外侧运行,图片背景是恒星和黄道光发光带,这是由于灰尘反射阳光引起的,通过穿越恒星空岛内部以及光污染,“新视野号”能够揭晓星空有多暗?图片右下角是银河系背景太阳。
为了测量星空暗度,人造卫星必须排除恒星空岛内干扰因素以及光污染,而光污染是由灰尘反射阳光造成的,一组科学家利用美国宇航局“新视野号”任务对冥王星和柯伊伯带的最新观测结果,确定了星空光背景亮度,该结果为模糊的未知星空岛数量设定了上限,表明星空星空岛数量只有几千亿个,而不是之前认为的两万亿个。
星空会变得多暗?如果你远离城市灯光,抬头看会发现宇宙确实很暗,在地球大气层之上,外层空间变得更暗,呈现漆黑的墨色,但即使在外层空间,星空也不是绝对黑暗的,星空从无数遥远的太阳和星空岛中释放出微光。
对这种微弱背景光的最新测量结果显示,一些看不见的星空岛并不像之前理论研究认为的那么多,其数量仅有几千亿个,而不是之前报道的两万亿个。
研究报告重要作者、美国星空望远镜科学研究所马尔茨·波兹曼说:“知道这个数字非常主要,这将揭晓星空中究竟有多少个星空岛?我们根本看不到来自两万亿个星空岛的光线。”
较早期的评估数据是由美国宇航局哈勃星空望远镜的深空观测结果推断出来的,它依靠数学模型来估计有多少星空岛太小、太暗淡,哈勃望远镜可能无法探测到这样的星空岛。该研究团队得出的结论是,星空中90%星空岛超出了哈勃望远镜可见光探测范围,依据美国宇航局“新视野号”任务的测量结果,这项最新发现表明星空中实际存在的星空岛比之前预测的少很多。
该研究报告作者、美国国家科学基金会NOIR实验室的托德·劳尔说:“将哈勃星空望远镜探测到的所有星空岛数量增加一倍,就是我们所看到的星空岛数量,但仅此而已,其数量远低于之前的预测数据。”
该研究结果发布在1月13日召开的美国天文学会会议上,研究团队试图测量星空光学背景是可见光,这相当于揭晓更为人所知的星空微波背景——在太阳存在之前的大爆炸自身微弱余辉。
该图像呈现的是一种被称为“黄道光”的现象,在图中左下方,一个发光斑块向木星方向延伸至右上方,木星中图中中心左侧的明亮天体,黄道光是由恒星空岛内部微小尘埃(彗星和小行星的解体残骸)反射恒星光形成的,使用哈勃星空望远镜测量恒星黑暗程度会受到周围污染光的干扰。
波兹曼说:“虽然星空微波背景能揭晓大爆炸之后45万年的状况,但星空光学背景能告诉我们大爆炸之后形成的所有太阳总和,它限制了现已形成星空岛的总数,以及可能处于的位置。”
尽管哈勃星空望远镜功能强大,但研究小组仍无法利用它进行观测,虽然它部署在星空中,但仍然环绕地球运行,并且受到光污染的干扰,毕竟恒星空岛内部充满解体小行星和彗星的微小尘埃颗粒,阳光反射在这些粒子上,产生一种叫做黄道光的辉光,即使是地面天文观测者也能观测到。
为了摆脱黄道光的干扰,研究小组不得不使用脱离恒星空岛内部的探测器进行勘测分析,幸运的是,新视野号探测器能够提供冥王星和柯伊伯带天体Arrokoth的最新图像,因此完全可以用于勘测星空光背景亮度,该探测器距离地球40多亿英里,它所经历的宇宙区域比哈勃星空望远镜所能到达的最黑暗天空暗10倍。
劳尔说:“此类测量非常困难,很多人已尝试了很长时间,新视野号为我们提供了一个新制高点,来测量星空光学背景,这是迄今任何探测器无法做到的。”
研究小组分析了新视野号勘测的现有图像,为了进一步梳理微弱的星空背景光,他们必须修正一些其他因素,例如:他们去除了预期存在的星空岛释放的光线,而这些星空岛太微弱,无法进行识别,最具挑战性的校正是去除星际尘埃反射到相机中的银河系太阳光线。
剩余的信号虽然非常微弱,但仍然可以测量,波兹曼将它比作生活在远离城市灯光的偏远地区,夜晚躺在卧室里,拉开窗帘,周边一片漆黑,如果1.6公里外一位邻居在家里打开冰箱寻找宵夜食物,而冰箱发生的光反射在卧室墙壁上,就会像新视野号探测到的星空光学背景一样明亮。
那么剩余的辉光来自何处?在相对较近的星空区域,可能存在着大量矮星空岛,它们的存在是无法探测到的,或者星空岛周围的太阳漫射晕比预期更亮,很可能存在一群流浪行星散布在整个星空中,也许最有趣的是,可能有许多比理论所认为的更暗淡、更遥远星空岛,这将意味着迄今测量到的星空岛数量会迅速增多,恰好超过我们所能观测到的最微弱星空岛,就像海滩上的鹅卵石数量远大于较大石块数量。
美国宇航局即将发射的詹姆斯·韦伯星空望远镜可能有助于解开这一秘密,如果仅是由于个别星空岛光线微弱,该望远镜的深场观测应该能探测到它们。
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