近日一項研究指出，對天空暗度的最新測量顯示，宇宙星係數量或許只有幾千億個。天空的暗度測量能揭曉可見宇宙中星系的數量嗎？目前，天文學家可以通過計算哈勃深場所看到的一切天體，然後乘以天空總面積，從而評估星系總數，但部分星系太微弱、太遙遠，無法直接探測到。

然而，儘管我們無法數清它們的數量，但它們發出的光卻在宇宙中瀰漫著微弱的光芒。

這張藝術家繪製的是美國宇航局“新視野號”宇宙飛船，它在太陽系外側運行，圖片背景是太陽和黃道光發光帶，這是由於灰塵反射陽光引起的，通過穿越太陽系內部以及光污染，“新視野號”能夠揭曉宇宙有多暗？圖片右下角是銀河系背景恆星。

為了測量宇宙暗度，人造衛星必須排除太陽系內乾擾因素以及光污染，而光污染是由灰塵反射陽光造成的，一組科學家利用美國宇航局“新視野號”任務對冥王星和柯伊伯帶的最新觀測結果，確定了宇宙光背景亮度，該結果為模糊的未知星係數量設定了上限，表明宇宙星係數量只有幾千億個，而不是之前認為的兩萬億個。

太空會變得多暗？如果你遠離城市燈光，抬頭看會發現星空確實很暗，在地球大氣層之上，外層空間變得更暗，呈現漆黑的墨色，但即使在外層空間，太空也不是絕對黑暗的，宇宙從無數遙遠的恆星和星系中釋放出微光。

對這種微弱背景光的最新測量結果顯示，一些看不見的星係並不像之前理論研究認為的那麼多，其數量僅有幾千億個，而不是之前報導的兩萬億個。

研究報告主要作者、美國太空望遠鏡科學研究所馬爾茨·波茲曼說：“知道這個數字非常重要，這將揭曉宇宙中究竟有多少個星系？我們根本看不到來自兩萬億個星系的光線。”

較早期的評估數據是由美國宇航局哈勃太空望遠鏡的深空觀測結果推斷出來的，它依靠數學模型來估計有多少星系太小、太暗淡，哈勃望遠鏡可能無法探測到這樣的星系。該研究團隊得出的結論是，宇宙中90%星系超出了哈勃望遠鏡可見光探測範圍，依據美國宇航局“新視野號”任務的測量結果，這項最新發現表明宇宙中實際存在的星係比之前預測的少很多。

該研究報告作者、美國國家科學基金會NOIR實驗室的托德·勞爾說：“將哈勃太空望遠鏡探測到的所有星係數量增加一倍，就是我們所看到的星係數量，但僅此而已，其數量遠低於之前的預測數據。”

該研究結果發佈在1月13日召開的美國天文學會會議上，研究團隊試圖測量宇宙光學背景是可見光，這相當於揭曉更為人所知的宇宙微波背景——在恆星存在之前的大爆炸自身微弱餘輝。

該圖像呈現的是一種被稱為“黃道光”的現象，在圖中左下方，一個發光斑塊向木星方向延伸至右上方，木星中圖中中心左側的明亮天體，黃道光是由太陽系內部微小塵埃（彗星和小行星的解體殘骸）反射太陽光形成的，使用哈勃太空望遠鏡測量太陽黑暗程度會受到周圍污染光的干擾。

波茲曼說：“雖然宇宙微波背景能揭曉大爆炸之後45萬年的狀況，但宇宙光學背景能告訴我們大爆炸之後形成的所有恆星總和，它限制了現已形成星系的總數，以及可能處於的位置。”

儘管哈勃太空望遠鏡功能強大，但研究小組仍無法利用它進行觀測，雖然它部署在太空中，但仍然環繞地球運行，並且受到光污染的干擾，畢竟太陽系內部充滿解體小行星和彗星的微小塵埃顆粒，陽光反射在這些粒子上，產生一種叫做黃道光的輝光，即使是地面天文觀測者也能觀測到。

為了擺脫黃道光的干擾，研究小組不得不使用脫離太陽系內部的探測器進行勘測分析，幸運的是，新視野號探測器能夠提供冥王星和柯伊伯帶天體Arrokoth的最新圖像，因此完全可以用於勘測宇宙光背景亮度，該探測器距離地球40多億英里，它所經歷的星空區域比哈勃太空望遠鏡所能到達的最黑暗天空暗10倍。

勞爾說：“此類測量非常困難，很多人已嘗試了很長時間，新視野號為我們提供了一個新制高點，來測量宇宙光學背景，這是迄今任何探測器無法做到的。”

研究小組分析了新視野號勘測的現有圖像，為了進一步梳理微弱的宇宙背景光，他們必須修正一些其他因素，例如：他們去除了預期存在的星系釋放的光線，而這些星系太​​微弱，無法進行識別，最具挑戰性的校正是去除星際塵埃反射到相機中的銀河系恆星光線。

剩餘的信號雖然非常微弱，但仍然可以測量，波茲曼將它比作生活在遠離城市燈光的偏遠地區，晚上躺在臥室裡，拉開窗簾，周邊一片漆黑，如果1.6公里外一位鄰居在家裡打開冰箱尋找宵夜食物，而冰箱發生的光反射在臥室牆壁上，就會像新視野號探測到的宇宙光學背景一樣明亮。

那麼剩餘的輝光來自何處？在相對較近的宇宙區域，可能存在著大量矮星系，它們的存在是無法探測到的，或者星系周圍的恆星漫射暈比預期更亮，很可能存在一群流浪行星散佈在整個宇宙中，也許最有趣的是，可能有許多比理論所認為的更暗淡、更遙遠星系，這將意味著迄今測量到的星係數量會迅速增多，恰好超過我們所能觀測到的最微弱星系，就像海灘上的鵝卵石數量遠大於較大石塊數量。

美國宇航局即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可能有助於解開這一謎團，如果僅是由於個別星系光線微弱，該望遠鏡的深場觀測應該能探測到它們。