美国宇航局(NASA)资助的探空火箭正在发射一种改进的仪器,以寻找可能在恒星数量统计中被遗漏的额外恒星的证据。
“宇宙红外背景 2 号实验”(或CIBER-2),任务是2009年开始的一系列探空火箭发射中的最新一次。在罗切斯特理工学院物理学和天文学副教授Michael Zemcov的领导下,CIBER-2在美国东部时间2021年6月7日凌晨2点25分由NASA的Black Brant IX 探空火箭成功发射,地点在新墨西哥的白沙导弹发射场。 初步迹象表明,有效载荷看到了预定的目标,并收到了良好的数据。有效载荷飞到约193英里的远地点,然后通过降落伞下降进行回收。
为了对宇宙中的恒星总数有一个粗略的估计,科学家们计算了一个星系中恒星的平均数量--有些估计认为大约是1亿颗,尽管它可能是10倍甚至更多--然后将其乘以星系的数量(认为大约是2万亿)。但即使是这个天文数字,也可能是一个低估的数字。这一计算假设所有的,或者至少是大多数的恒星都在星系内。根据最近的发现,这可能并不完全正确--而这正是CIBER-2任务正在试图弄清楚的。
CIBER-2仪器,就像它所基于的早期CIBER仪器一样,将在探空火箭上发射--一种小型亚轨道火箭,携带科学仪器进行短暂的太空旅行,然后落回地球进行回收。一旦离开地球大气层,CIBER-2将测量一片约4平方度的天空--其中包括几十个星系团。它不会计算恒星,但它将探测到被称为银河系外背景光的弥漫的、充满宇宙的光辉。
加州理工学院物理学教授、CIBER前四次飞行的首席研究员Jamie Bock说:"这种背景光是宇宙历史上产生的总光量。这种背景光跨越了一系列的波长,但是CIBER-2将专注于一小部分被称为宇宙红外背景,或CIB。大部分的CIB被认为是来自于M和K矮星,这是宇宙中最常见的恒星类型,尽管这不是唯一的贡献者。"博克说:"我们的方法测量总的光线,包括来自我们还没有确定的来源。
当你无法计算一个星系中的单个恒星时,CIB的亮度应该可以让你很好地估计出有多少颗M和K型矮星。如果所有这些恒星都在星系内,那么这些光应该是在星系中心最亮。2007年,科学家们利用美国宇航局的斯皮策太空望远镜来观察星系团,并进行这种类型的测量。
但是,斯皮策观察到的光比已知星系群的预期要多--CIB的亮度波动暗示着他们错过了什么。 Bock和Zemcov--当时是一名博士后研究员,但现在是CIBER-2的主要研究人员--执行了第一次CIBER任务,用一个为该任务更好地优化的望远镜检查这些结果。
“所以我们做了那个测量,我们得出了一个让人不舒服的答案,”Zemcov说。“波动比我们预期的要多得多--一种解释是来自星系外的光比我们想象的要多。”
Zemcov说:“越来越多的研究表明,在星系之外有大量的这种类型的恒星。”
来自银河系外的M和K矮星的光应该溢出到可见光范围,所以CIBER-2被设计用来观测一个扩大的波长范围--从近红外到绿色可见光--以看到它是否存在。CIBER-2还可以区分来自第一批星系和恒星或早期直接塌缩黑洞的光。两者都应该有其总光的一个特征部分缺失,这部分被早期宇宙中厚厚的星系间氢气雾气所吸收。
目前,所有的可能性都还在桌面上。但是,如果我们的恒星数量确实应该增加,CIBER-2的结果可能很快会告诉我们。
Zemcov说:“有迹象表明,我们肯定没有捕捉到宇宙中的所有东西。人们看得越多,他们看到的就越多。”
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