宇宙中包含着數量驚人的恆星–但是科學家們的最佳估計可能是一個低數。美國宇航局（NASA）資助的探空火箭正在發射一種改進的儀器，以尋找可能在恆星數量統計中被遺漏的額外恆星的證據。
“宇宙紅外背景 2 號實驗”（或CIBER-2），任務是2009年開始的一系列探空火箭發射中的最新一次。在羅切斯特理工學院物理學和天文學副教授Michael Zemcov的領導下，CIBER-2在美國東部時間2021年6月7日凌晨2點25分由NASA的Black Brant IX 探空火箭成功發射，地點在新墨西哥的白沙導彈發射場。 初步跡象表明，有效載荷看到了預定的目標，並收到了良好的數據。有效載荷飛到約193英里的遠地點，然後通過降落傘下降進行回收。
為了對宇宙中的恆星總數有一個粗略的估計，科學家們計算了一個星系中恆星的平均數量–有些估計認為大約是1億顆，儘管它可能是10倍甚至更多–然後將其乘以星系的數量（認為大約是2萬億）。但即使是這個天文數字，也可能是一個低估的數字。這一計算假設所有的，或者至少是大多數的恆星都在星系內。根據最近的發現，這可能並不完全正確–而這正是CIBER-2任務正在試圖弄清楚的。
CIBER-2儀器，就像它所基於的早期CIBER儀器一樣，將在探空火箭上發射–一種小型亞軌道火箭，攜帶科學儀器進行短暫的太空旅行，然後落回地球進行回收。一旦離開地球大氣層，CIBER-2將測量一片約4平方度的天空–其中包括幾十個星系團。它不會計算恆星，但它將探測到被稱為銀河系外背景光的瀰漫的、充滿宇宙的光輝。
加州理工學院物理學教授、CIBER前四次飛行的首席研究員Jamie Bock說：”這種背景光是宇宙歷史上產生的總光量。這種背景光跨越了一系列的波長，但是CIBER-2將專註於一小部分被稱為宇宙紅外背景，或CIB。大部分的CIB被認為是來自於M和K矮星，這是宇宙中最常見的恆星類型，儘管這不是唯一的貢獻者。”博克說：”我們的方法測量總的光線，包括來自我們還沒有確定的來源。
當你無法計算一個星系中的單個恆星時，CIB的亮度應該可以讓你很好地估計出有多少顆M和K型矮星。如果所有這些恆星都在星系內，那麼這些光應該是在星系中心最亮。2007年，科學家們利用美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡來觀察星系團，並進行這種類型的測量。
但是，斯皮策觀察到的光比已知星系群的預期要多–CIB的亮度波動暗示着他們錯過了什麼。 Bock和Zemcov–當時是一名博士后研究員，但現在是CIBER-2的主要研究人員–執行了第一次CIBER任務，用一個為該任務更好地優化的望遠鏡檢查這些結果。
“所以我們做了那個測量，我們得出了一個讓人不舒服的答案，”Zemcov說。“波動比我們預期的要多得多–一種解釋是來自星系外的光比我們想象的要多。”
他們認為，這些額外的光可能是來自雜散矮星的閃光。這些恆星可能是在它們的母星系與另一個星系合併時被甩出去的，這個過程被稱為潮汐剝離。眾所周知，這種遙遠的恆星圍繞着銀河系，儘管目前的計數表明它們的數量還不足以產生CIBER測量的信號。
Zemcov說：“越來越多的研究表明，在星系之外有大量的這種類型的恆星。”
但是關於這種多餘的光的其他假說已經出現了。”Bock說：”我們知道其中一些光來自星系，還有一些是有史以來最早的恆星，儘管它們現在早已消失了。一些來自我們自己星系的光甚至可能污染測量結果，儘管CIBER團隊已經儘力將其過濾掉。還有一些更奇特的可能性，比如來自宇宙早期的直接坍縮黑洞–大量的氣體雲在沒有成為恆星的情況下坍縮成黑洞–其紫外線會在膨脹的空間中延伸到我們今天看到的更長的紅外波長。CIBER-2旨在通過區分這些可能性來幫助解決這個問題。
來自銀河系外的M和K矮星的光應該溢出到可見光範圍，所以CIBER-2被設計用來觀測一個擴大的波長範圍–從近紅外到綠色可見光–以看到它是否存在。CIBER-2還可以區分來自第一批星系和恆星或早期直接塌縮黑洞的光。兩者都應該有其總光的一個特徵部分缺失，這部分被早期宇宙中厚厚的星系間氫氣霧氣所吸收。
目前，所有的可能性都還在桌面上。但是，如果我們的恆星數量確實應該增加，CIBER-2的結果可能很快會告訴我們。
Zemcov說：“有跡象表明，我們肯定沒有捕捉到宇宙中的所有東西。人們看得越多，他們看到的就越多。”