解開宇宙紅外背景的秘密
中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2024年4月26日
中研院天文所學生許棨甯及助研究員陳建州博士率領國際團隊，利用夏威夷馬克斯威望遠鏡上的SCUBA-2相機，成功解析450微米的宇宙紅外背景光（cosmic infrared background，簡稱CIB），並證實其起源來自銀河系外的星系。研究已發表於2024年3月出版的天文物理期刊快訊（Astrophysical Journal Letters）。
來自國立清華大學、中研院天文所、夏威夷大學馬諾阿分校和威斯康辛大學麥迪遜分校的研究團隊日前宣布，在天文學領域取得突破性成就，代表我們對理解宇宙邁進重大一步。由於搭載在馬克斯威望遠鏡上有卓越性能的SCUBA-2相機及強大的重力透鏡效應，研究團隊成功地解析450微米的宇宙紅外背景光。
夏威夷大學馬諾阿分校的天文學家Lennox Cowie博士表示：「這一成就凸顯了夏威夷毛納基峰的優異觀測條件，在全球僅有少數地點能實現此突破性發現。」
宇宙紅外背景（CIB）是一種微弱的光輝，橫越整個宇宙，理論推測可能源於由古至今累積的星星和星系發射光。儘管對於宇宙演化具有重要意義，但證實CIB的起源仍然是一個懸而未決的問題。由於其強度低以及地面觀測難以找到合適的大氣窗口，準確測量CIB一直是個挑戰。
這次利用前景巨大星系團提供的強烈重力透鏡效應，研究團隊取得了前所未有的觀測靈敏度，成功解析450微米的CIB。重力透鏡效應是愛因斯坦的廣義相對論預測的現象，它可以放大和扭曲遠處光源的光線，增強它們微弱的訊號，使我們能深入探索宇宙。
中研院天文所助研究員陳建州博士認為：「在450微米完全解析宇宙紅外背景，代表我們對宇宙演化理解的重大進步。」論文第一作者、國立清華大學的博士生許棨甯補充：「透過強大的重力透鏡效應與最先進的SCUBA-2相機，我們獲得宇宙早期歷史的新見解。」
此外，研究分析證實了CIB的起源是來自銀河系外的星系。這個發現不僅讓我們更了解宇宙紅外背景，還揭示整個宇宙中星系的分佈和演化。研究成果不僅增進我們對天文物理現象的理解，在各個科學領域都具有深遠的影響，包括宇宙學和星系形成。透過揭開宇宙紅外背景的神秘面紗，天文學家朝解開宇宙複雜謎團邁出重要一步。
（背景圖）COBE衛星拍攝的宇宙背景輻射分布圖。紅外背景光的來源仍是一個懸而未決的問題。（右圖）SCUBA-2相機拍攝的450微米影像，紅色圓圈表示觀測到的星系。本次突破性觀測清楚表明，這些星系是450微米背景光的來源。影像來源：COBE/許棨甯團隊
更多資訊：
本篇論文發表於2024年3月28日出版的天文物理期刊快訊（Astrophysical Journal Letters），篇名：A Full Resolution of the 450 μm Extragalactic Background Light
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中央研究院天文及天文物理研究所 陳建州助研究員
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