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2018-12-01量測宇宙中恆星的星光 可望進一步了解宇宙歷史
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【本刊訊】據了解，目前天文學家已成功量測出宇宙歷史上所有恆星所發出的星光。這些星光包含4×10^84個光粒子及光子，經換算相當於太陽燃燒1千億兆年所產生的光子數量，而宇宙的壽命也不過137億年左右。
美國南卡羅萊納州克萊姆森大學（Clemson University in South Carolina）研究團隊於近日《科學》（Science）期刊所發表的研究指出，對所有在宇宙中恆星所發射出的光子進行測量，並實際了解這些光子是從何時開始傳遞的相關資訊，能幫助天文學家了解宇宙第一批恆星誕生以來，過去110億年所有恆星形成的時間表。
儘管宇宙看似十分黯淡，但仍舊包含非常多自古以來恆星所散發出的光線，它們被天文學家稱為「河外背景光（extragalactic background light, EBL）」。實際上，這種光線只包含恆星所產生出光芒的一小部分，因為大多數的恆星在誕生時，宇宙周遭的環境塵土飛揚，而大部分恆星所散發的光線會被這些塵埃所吸收。反之，EBL中的光子則是沒有被塵埃吸收的部分光線，這些光線不斷地在宇宙中傳播。
然而研究人員表示，由於宇宙如此廣闊，這些EBL的光線亮度猶如從4公里之外遙望一盞功率只有60瓦的燈泡；即使藉由最強大的望遠鏡進行觀測，EBL的光線仍舊太過昏暗，且光線有可能直接散射至地表導致觀測難度增加。雖說宇宙的夜空看似晦暗不明，但它也並非完全是沉甸甸的黑色，於是研究團隊則觀測遙遠的耀變體（blazar）所包含的γ射線進行研究。
為了找出EBL中的光子數量，研究團隊研究費米伽瑪射線太空望遠鏡（Fermi Gamma-ray Space Telescope）10年來的觀測數據。研究團隊發現，1個γ射線爆發及739個耀變體自0.2~116億年前抵達地球的光線，這使團隊能估計γ射線在與EBL的光子進行碰撞與吸收能量的程度。
研究人員表示，這項研究能使天文學家更加了解宇宙的歷史與恆星的形成，甚至能夠計算出宇宙膨脹的速度，而EBL的相關數據資料庫，未來或許能夠帶來進一步的天文相關研究。
新聞來源
The Fermi-LAT Collaboration, A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history, Science, 2018.