阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列解答了紅外背景謎題

宇宙紅外背景輻射
有看過「銀河」嗎?它是一條懸在夜空中若隱若現的光帶,只有晴朗無雲,沒有月光的夜晚、在非常黑的地方才能看得到。在望遠鏡還沒發明以前,沒有人知道這黯淡的光暈究竟是什麼。後來人們才漸漸明白,銀河,是成千上萬發出微弱星光的恆星組成。若不藉望遠鏡,沒有人的眼力能個別解析單一恆星,所看到的星光,其實發自恆星組成集合。

在紅外和次毫米波波段裡,整個天空中到處有類似的輝光。即所謂宇宙紅外線背景輻射(Cosmic infrared background,簡稱 CIB)。雖然人眼看不到這微弱的光輝,但紅外望遠鏡和太空望遠鏡,卻不管朝宇宙哪個方向看都一定會偵測到這個。沒有人了解那是什麼。

現在,阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,簡稱 ALMA)解答了這個謎。在阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列的舊檔案中,日本東京大學碩士班研究生藤本征史所領導的團隊取仔細檢查,在毫米和次毫米波段中去找極微弱的輻射源。結果發現133個黯淡輻射源。他們又把這133個輻射源與哈伯太空望遠鏡及日本在夏威夷的Subaru望遠鏡的相關資料做比對,結果發現,原來其中有80個(約60%)是非常遙遠的星系。

天文學家從這些ALMA舊資料中所發現到的毫米及次毫米波輻射源雖然暗淡,極有可能,還是最亮的。有更多更微弱的(輻射源),甚至ALMA也沒看到。因此,該團隊認為,宇宙紅外背景輻射完全不是均勻一致的輝光。相反地,是由無數暗淡、離散的輻射源組成。只不過在此之前的望遠鏡並沒辦法將這些離散輻射源一一識別──就好像我們的眼睛無法在銀河那條黯淡光帶上分辨出單一恆星一樣。

如果遙遠星系佔這些暗淡輻射源的比例是60%,那剩下40%是什麼呢?沒有人知道,但有可能是含大量塵埃的小星系。其塵埃量大到一個程度,星系裡的可見光和紅外輻射都沒辦法出得來。

【圖、文:節錄自ALMA天文臺全球合作計畫網頁】

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