想象一下，晚上走进一个房间，关掉所有的灯，拉上窗帘。 然而，墙壁、天花板和地板发出怪异的光芒。 微弱的光线几乎不足以在你的脸之前看到你的手，但它仍然存在。
听起来像是《幽灵猎人》中的场景？ 不，对于天文学家来说，这是真正的交易。 但寻找的东西是 close 要一无所有是不容易的。 天文学家搜索了哈勃太空望远镜的 200,000 张档案图像，并对这些图像进行了数万次测量，以寻找天空中任何残留的背景光。
就像关掉房间里的灯一样，他们减去了恒星、星系、行星和黄道光的光。 令人惊讶的是，留下了幽灵般微弱的光芒。 相当于十只萤火虫的稳定光芒遍布整个天空。
那是从哪里来的？
一种可能的解释是，一层尘埃壳一直包裹着我们的太阳系，一直延伸到冥王星，并反射阳光。 打扫房间时看到空气中的灰尘被阳光照射并不奇怪。 但这一定有更奇特的起源。 由于辉光分布如此均匀，可能的来源是无数彗星——自由飞行的尘土飞扬的冰雪球。
它们从各个不同的方向落向太阳，当冰因太阳的热量而升华时，会喷出大量的尘埃。 如果是真的，这将是一个新发现的太阳系建筑元素。 直到非常富有想象力和好奇心的天文学家以及哈勃的力量出现之前，它一直是不可见的。
截至 2019 年 9 月 23 日公开可用的所有 ACS/WFC 和 WFC3/UVIS+IR 图像的黄道坐标中的 Aitoff 等积投影，截至 2019 年 9 月 23 日公开。天赤道由粉红色曲线（左上角）表示。 SKYSURF 在 ~1400 个独立 HST 场中的 249,861 张 HST 档案图像中测量 12 个波长为 ~0.2–1.7 μm 的主要宽带滤波器中的绝对全天空表面亮度 S(λ, t, lEcl, bEcl)。 图片来源：《天文学杂志》（2022 年）。 DOI：10.3847/1538-3881/ac82af
除了闪闪发光的星星挂毯和盈亏月光之外，夜空在不经意的观察者看来是漆黑的。 但是黑暗到底有多黑暗呢？
为了找到答案，天文学家决定在一个名为 SKYSURF 的雄心勃勃的项目中，对来自美国宇航局哈勃太空望远镜的 200,000 张图像进行分类，并对这些图像进行数万次测量，以寻找天空中任何残留的背景光。 这将是减去来自行星、恒星、星系和我们太阳系平面上的尘埃的辉光（称为黄道光）后的任何剩余光。
当研究人员完成这份清单时，他们发现了极其微小的多余光，相当于 10 只萤火虫在整个天空中发出的稳定光芒。 这就像关掉百叶窗的房间里所有的灯，仍然发现墙壁、天花板和地板发出怪异的光芒。
研究人员表示，对这种残余辉光的一种可能解释是，我们的太阳系内部包含一个从各个方向落入太阳系的彗星尘埃的脆弱球体，而这种辉光是阳光从这些尘埃上反射出来的。 如果是真的，这个尘埃壳可能是太阳系已知结构的新成员。
这一想法得到了支持，因为在 2021 年，另一组天文学家使用美国宇航局新视野号航天器的数据也测量了天空背景。 新视野号于 2015 年飞越了冥王星，并于 2018 年飞越了一个小型柯伊伯带天体，目前正驶向星际空间。 新视野号的测量是在距离太阳 40 亿到 50 亿英里的地方进行的。 这远远超出了没有行星际尘埃污染的行星和小行星的范围。
新视野号发现了一些比哈勃探测到的更微弱的东西，这显然来自更远的来源。 新视野号看到的背景光的来源也仍然无法解释。 有许多理论，从暗物质的衰变到大量看不见的遥远星系。
Vega 到 mAB 的转换。 该图表明，自然混淆（粉红色带）是构成 IGL 大部分的明亮大物体的重要完整性约束（mAB ≲ 28.5 mag）。 它还表明原始 HUDF 样本的三个主要限制对于复制样本保持不变，验证了我们的复制方法，即点源检测限制（水平灰色虚线）、表面亮度限制（倾斜青色虚线）线）和由于统计对象重叠（粉红色带）引起的自然混淆限制。 图片来源：天体物理学杂志快报（2022 年）。 DOI：10.3847/2041-8213/ac9cca”>F606W 原始图像和复制图像的幅度与半光半径图。 黑点是原始对象，其他颜色是 2×、3× 和 4× XDF 复制的对象。 每个连续的颜色都有更多的透明标记，蓝色标记多于绿色，绿色标记多于红色，红色标记多于黑色。 这个数字是在 Windhorst 等人的图 3 之后建模的。 (2008) 因此可以标记和比较特征。 粉红色带表示自然混淆限制，范围在每束 1/25 和 1/50 个对象之间（参见，例如，Serjeant 等人 1997 年；Silva 等人 2005 年）。 青色虚线曲线表示 XDF F606W 数据的 174.4ks 表面亮度限制。 它的形状已从 Windhorst 等人改变。 (2008) 因为曲线只是为了吸引人们注意物体的趋势和截止，展示了观察这些物体的曝光时间和分辨率限制。 深灰色虚线表示无法分辨星等较暗的点源的极限，因为它们与天空分布融为一体。 所有曲线的幅度都发生了变化，以说明 mVega 到 mAB 的转换。 该图表明，自然混淆（粉红色带）是构成大部分 IGL（mAB ≲ 28.5 mag）的明亮大物体的重要完整性约束。 它还表明原始 HUDF 样本的三个主要限制对于复制样本保持不变，验证了我们的复制方法，即点源检测限制（水平灰色虚线）、表面亮度限制（倾斜青色虚线）线）和由于统计对象重叠（粉红色带）导致的自然混淆限制。 图片来源：天体物理学杂志快报（2022 年）。 DOI：10.3847/2041-8213/ac9cca
亚利桑那州立大学 (ASU) 的蒂姆·卡尔顿 (Tim Carleton) 说：“如果我们的分析是正确的，那么在我们与新视野号进行测量的距离之间还有另一种尘埃成分。这意味着这是来自太阳系内部的某种额外光线。”
“因为我们对余光的测量高于新视野号，我们认为它是一种局部现象，离太阳系不远。它可能是太阳系内容的新元素，已经被假设但没有定量测量直到现在，”卡尔顿说。
同样来自亚利桑那州立大学的哈勃资深天文学家 Rogier Windhorst 首先想到了收集哈勃数据以寻找任何“幽灵光”的想法。
“哈勃档案中超过 95% 的光子来自距离地球不到 30 亿英里的距离。自哈勃早期以来，大多数哈勃用户都丢弃了这些天空光子，因为他们对微弱的离散物体感兴趣在哈勃的图像中，例如恒星和星系，”Windhorst 说。 “但这些天空光子包含重要的信息，由于哈勃望远镜在其三十年的生命周期中以高精度测量微弱亮度水平的独特能力，这些信息可以被提取出来。”
许多研究生和本科生为 SKYSURF 项目做出了贡献，包括 ASU 的 Rosalia O’Brien、Delondrae Carter 和 Darby Kramer、西澳大利亚大学的 Scott Tompkins、澳大利亚麦格理大学的 Sarah Caddy 等。
该团队的研究论文发表在 The Astronomical Journal 和 The Astrophysical Journal Letters 上。
