編譯／潘楠慕

若在深空舉起手，宇宙中的光會把它照得多亮？這個看似簡單的問題，自1960年代起便困擾天文學家。現在靠著美國國家航空暨太空總署（NASA）探測器「新視野號」（New Horizons），天文學家對這個問題有了答案：比照到地球的日光微弱1000億倍。

這些瀰漫宇宙的極微弱光芒，被稱為「宇宙光學背景」（COB），可視為「宇宙微波背景」（CMB）的可見光版本，源自138億年前，宇宙從「大爆炸」（Big Bang）中誕生以來，無數星系誕生與死亡所發出的光。宇宙微波背景是宇宙大爆炸留下的輻射餘暉。

這份在《天文物理學期刊》（The Astro physical Journal）發表的研究，利用新視野號，首次精確測得宇宙深處的可見光亮度。研究報告主筆、美國太空望遠鏡科學研究所（STScI）資深天文學家波斯曼（Marc Postman）說：「我們現在終於知道，宇宙究竟有多黑，或者該說，有多亮。」

精確測量宇宙光學背景的最大障礙，來自太陽系內部的「光汙染」。地球軌道附近的星際塵埃會散射陽光，形成強烈背景噪訊，導致即使先進望遠鏡都難以區分真正的宇宙背景光。美國國家光學紅外線天文研究實驗室（NOIRLab）天文學家勞爾（Tod Lauer）形容，此困難程度是，「所有從太陽系內測量COB，都有非常大的不確定性」。

新視野號2015年飛掠冥王星後，持續往更深遠太空前進，達到距離地球87億公里處，已遠離太陽系內的塵埃帶，正好提供以「純淨」視角，觀測深空背景光的機會。2023年夏季，研究團隊讓新視野號避開銀河系核心與明亮恆星區，對宇宙24個角落進行掃描，觀測可見光及不可見光波段亮度。

經過複雜的數據處理，扣除銀河系暈（Galactic Halo）內塵埃產生的光線後，最終測得宇宙光學背景強度：每平方公尺接收約11毫微瓦（nanowatt）的光，對應視野範圍約為滿月直徑的130倍；1毫微瓦為10億分之1瓦。

這項研究結果顯示，遠離星系和數十億顆恆星的深遠太空，確實非常黑暗，深空中的可見光量，與自宇宙誕生以來星系產生的光線總量一致，和現有星系演化模型符合。

這也意味著，排除了「星系外存在大量隱藏光源」的可能性。勞爾和他的團隊2021年研究曾發現，數據顯示，宇宙光學背景或許比原本預期的更亮，可能存在未知來源產生背景光線。最新這份研究認為，當時所見的「異常」數據，是誤判星際塵埃反射的光。

波斯曼說：「重要的是，我們未發現任何證據顯示，有來自未知天體發出的顯著程度的光。」勞爾表示，用最簡單的說法解釋就是，宇宙光學背景完全來自星系，「在星系之外，我們只發現黑暗，別無其他東西」。