新的宇宙背景辐射
Robert Naeye
译自SKYandTelescope.com，2009年1月10日
一个美国的科学小组使用冷却到接近绝对零度的气球设备在较低频率的射电波段偶然探测到了莫名其妙的嘶嘶声，看起来这声音是弥漫在宇宙中的。
2006年7月在德克萨斯州Palestine国家科学气球设施发射前的超冷ARCADE射电仪器。（图片提供：ARCADE team）
这一发现代表的是在先前发现的微波、红外线、X射线与伽玛射线背景之外的另一种“宇宙背景辐射”，这是来自天空中各个方向的遥远辐射。
微波背景辐射来自大爆炸380000年后充斥着整个宇宙的热气体。其他的背景辐射来自稍后出现的遥远天体源，它们非常暗淡又数量庞大，在大多数情况下无法逐一分辨出来。
7日，在加州长滩美国天文学会会议的发布会上，来自NASA戈达德航天中心的小组领导Alan Kogut说，新的射电背景“是宇宙中存在某些新东西激动人心的迹象”。
Kogut与同事使用一台名为ARCADE（宇宙学、天体物理学与弥漫辐射绝对辐射计的缩写，见上图）发现了这种辐射。该仪器于2006年7月22日飞行在德克萨斯州上空120000英尺的高空中。ARCADE安置在杜瓦瓶中，周围的液氦将设备冷却到绝对2.7度（零下454.8华氏度）。致冷后的探测器可以让小组确认，探测到的微弱是来自宇宙而非仪器本身的。它倾听的频率是在3、8、10、30与60 G赫兹。
在这张艺术概念图中，携带着ARCADE的仪器在高天回望时空：穿过银河系（星辰条带）来到其他星系、由遥远的星系团与弦组成的网络、宇宙再电离阶段（灰色条带；一种猜测是新的射电背景辐射来自这里），还有最早的超级恒星以及类星体，它们在大爆炸后黑暗时代结束后照彻了宇宙。要不要我们说明“没有按比例绘制”？（图片提供：NASA/ARCADE/Roen Kelly）
小组希望探测到第一代恒星经过红移的热辐射，这是人们长久以来寻找的“星族III”超级恒星，在黑暗时代结束前后率先照亮了宇宙，此时距离大爆炸的冷却已过去了几亿年。
但出乎所有人意料的是，ARCADE发现了额外的低频射电噪声，3 GHz与8 GHz的探测器接收到了辐射的峰值。甚至在扣除来自银河系以及其他已知辐射源的贡献之后，还有噪声的剩余。在ARCADE采集数据的2.5小时飞行时间所巡视的相当大的天区里（整个天球的7%），看起来有它的存在。总的来说，射电噪声比来自所有已知射电源的辐射之和大上6倍。
来自NASA喷气推进实验室的小组成员Michael Seiffert说：“我们真的不知道它是什么，不过它并不是宇宙中所有射电星系辐射的叠加，原因很简单，这些星系的数量不够。开始是要测量什么东西——这次是来自最早一批恒星的热量——不过得到的是另一些完全不同的东西，尚未得到解释的一些东西。”
由于这些结果刚刚公布，理论家还没有太多的时间来消化信息。现在没有对额外射电噪声的可信解释。不过小组确信，探测结果是真实的，由于该小组在先前的计划中找到了确认的信号。
NASA戈达德中心的Gary Hinshaw并不是ARCADE小组的成员，他说：“如果结果是正确的，这就非常有意思了。这要么意味着射电星系或某些类型的射电星系有着与之前设想的不同的性质，要么可能就是宇宙中有着其他更奇怪的射电辐射机制。”
让这一发现更有趣的是，飞行所用的部分硬件是由马里兰州格林贝尔特的高中生以及大学本科生制造的，这减少了开支。
Kogut说：“这些载荷是你可以在亚轨道计划中承担的风险的典型。”ARCADE的所有开支不到400万美元，这只是相当于典型天文卫星开支的很少一部分。而这笔开支沿用了10年。
更多信息请阅读NASA的新闻。
小组已向《天体物理学报》提交了4篇关于ARCADE结果的论文：《ARCADE 2在3-90 GHz测量波段的河外天空温度》、《对河外射电背景辐射的解释》、《ARCADE 2对银河系射电辐射的观测》以及《ARCADE 2仪器》。
