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2015年七月，NASA的新視野號成為了第一個近距離飛過冥王星的探測器。

緊接著，2018年十二月三十一日，新視野號與柯伊伯帶天體阿羅科斯（譯者：一顆發(fā)現(xiàn)于1997年的小行星）相遇。它在太陽系外圍獨一無二的位置，幫助天文學(xué)家開展了收獲豐富的科學(xué)研究。其中一項研究是對于兩個距離太陽系最近的星系（比鄰星和沃爾夫359星）做出視差測量。

上圖：新視野號

另外，由美國國家光學(xué)天文臺和美國西南研究院帶頭的一隊天文學(xué)家，使用了新視野號上長距離勘測成像儀中存儲的數(shù)據(jù)對宇宙微波背景做出了測量。

這項研究剛剛在《天文物理期刊》上發(fā)表，由美國國家光學(xué)天文臺研究員陶德·R·勞爾領(lǐng)頭。他的團(tuán)隊由新視野號的直接參與者阿蘭·施特恩，來自美國西南研究院、NASA、約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室、空間望遠(yuǎn)鏡研究所、月球與行星研究所、SETI協(xié)會與其他大學(xué)和研究所的科學(xué)家組成。

簡單來說，宇宙光學(xué)背景包括來自銀河系之外的所有光線，分散地在可觀測宇宙中傳播。

在這種程度上，宇宙光學(xué)背景是宇宙微波背景的可見光版本，它對宇航員們是一條重要的基準(zhǔn)。測量宇宙光學(xué)背景能讓他們辨別不同恒星的位置，星系的大小及密度，并試圖證明宇宙的結(jié)構(gòu)與形成的方式。

上圖：宇宙光學(xué)背景

由于以下幾個原因，對宇宙光學(xué)背景精準(zhǔn)的測量是非常重要的。第一，光學(xué)背景可以為我們提供關(guān)于恒星形成的過程、星團(tuán)、星系、黑洞、星系團(tuán)，和宇宙的結(jié)構(gòu)的信息。

所以了解夜空究竟有多暗，會為我們提供有關(guān)宇宙形成和演化的信息。

除了關(guān)于宇宙的信息，科學(xué)家們?nèi)栽诖_定漫射宇宙光學(xué)背景是否存在，這些光子的來源與我們所知的天體沒有任何聯(lián)系。

如果漫射背景真的存在，那么天文學(xué)家們將能夠測量出有多少背景光是來自宇宙中的低密度區(qū)，或者在宇宙演化成現(xiàn)如今的形式之前所產(chǎn)生的光線。

漫射宇宙光學(xué)背景還有可能反射以其他更蹊蹺的方式產(chǎn)生的光子，例如暗物質(zhì)的湮滅或衰變，進(jìn)一步幫助我們學(xué)習(xí)這一“看不見的”物質(zhì)。

不幸的是，這類的研究對地面望遠(yuǎn)鏡是個挑戰(zhàn)，它們所觀測的光線已經(jīng)歷了大氣折射，而在太空中的望遠(yuǎn)鏡則會受到黃道光的干擾。

這導(dǎo)致不同科學(xué)家推斷出的宇宙光學(xué)背景有所不同。

但對于在太陽系外圍的航天器來說，這些干擾都不是問題。這是為什么天文學(xué)家一直以來，都依靠冥王星以外的航天器收集的數(shù)據(jù)，例如先驅(qū)者10號和11號，旅行者1號和2號。

哈勃望遠(yuǎn)鏡也進(jìn)行了相似的宇宙光學(xué)背景測試，但與新視野號所能看到的不可同日而語。

在一封郵件中，勞爾，曾經(jīng)的哈勃望遠(yuǎn)鏡廣域和行星照相機(jī)成員說道：

新視野號可以清晰地測量遙遠(yuǎn)的星系發(fā)出的光。哈勃的長處在于集合性地探知到星系，但并不善于測量任何漫射的背景，由于漫射的背景被近地物質(zhì)所折射所造成的誤差。

有趣的是，這不是天文學(xué)家第一次用長距離探測成像儀收集的數(shù)據(jù)來測量宇宙光學(xué)背景。在2017年，一隊由NASA帶頭的科學(xué)家對長距離探測成像儀收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，這些數(shù)據(jù)分別來自四個獨立的夜空分區(qū)。這一實驗進(jìn)行時，新視野號剛剛從木星與天王星的軌道之間穿過。

問了他的研究，勞爾與他的團(tuán)隊共同查看了長距離探測成像儀所探測到的亮度，這些數(shù)據(jù)來自七個高銀河維度區(qū)域，是新視野號距離太陽42到45天文單位時所探測到的。

在這樣的距離之下，新視野號所能探測到地光的強(qiáng)度要比哈勃暗上十倍。在將數(shù)據(jù)根據(jù)不同的影響糾正過之后，團(tuán)隊對數(shù)據(jù)進(jìn)行了蒙特卡洛模擬，試圖為光的源頭建立模型。

這樣，科學(xué)家能夠成功辨別出光學(xué)背景中未知源頭的漫射部分，這些漫射部分很有可能是遙遠(yuǎn)，暗淡，未知星系所發(fā)出的光。

勞爾與團(tuán)隊得出的結(jié)論指出，目前人類對較暗淡星系的統(tǒng)計要比實際少了許多，至少有一半視星等為30以上的星系沒有計入統(tǒng)計當(dāng)中。

這不是近年來第一次星際統(tǒng)計需要作出修改。直到幾年之前，天文學(xué)家普遍認(rèn)為可觀測的宇宙中有2000億星系。這一數(shù)據(jù)是由哈勃深領(lǐng)域觀測運動推斷出來的，從這張照片，天文學(xué)家們建立了一張細(xì)致的3D宇宙圖。

但根據(jù)2016年校正過的計算，天文學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為在可觀測宇宙中，至少有兩萬億星系。但根據(jù)最近研究，這個數(shù)字有可能將被再次更新。

無論如何，勞爾和他的團(tuán)隊展示了類似新視野號的任務(wù)的運用，以及在太陽系外圍可以進(jìn)行的實驗。

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? ?相比于天文學(xué)家在地面上收集地信息，美國航天局的“新視野”探測器在太陽系外所處位置以及收集的信息，將會更利于天文學(xué)家得以進(jìn)行罕見的、有利可圖的科學(xué)研究。

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作者: MATT WILLIAMS

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