國立清華大學博士生許棨甯，與中央研究院天文及天文物理研究所助研究員陳建州博士，率領國際團隊，首度觀測到宇宙紅外背景輻射的來源。研究團隊成功解析了450微米的宇宙紅外線背景光，證實其起源自遙遠的銀河系外星系。研究已發表於2024年3月出版的《天文物理期刊通訊》（Astrophysical Journal Letters）期刊上（Hsu et al. 2024）。

宇宙背景輻射是指除去我們太陽系、銀河系，以及所有已知鄰近天體所發出的電磁輻射以外，剩下的輻射。它均勻地橫跨整個宇宙，是無法移除的「背景」，因此被稱為宇宙背景輻射。大家比較常知道的「宇宙『微波』背景輻射」，即是宇宙中微波波段的背景，是宇宙大霹靂留下的證據。然而在其他波段，也有宇宙背景存在。其中，宇宙紅外線背景輻射一直被認為與宇宙的第一代恆星，以及古老的星系有關。它們原本發出強烈的紫外線，但由於宇宙的膨脹，當它們被我們地球觀測到時已經紅移成紅外線。此外，宇宙中的塵埃也會吸收短波輻射，然後釋放紅外線。因此，我們觀測到的宇宙紅外背景輻射實際上相當亮，但一直無法解析其來源，因此一直停留在理論層面。

直到這次研究，研究團隊利用夏威夷馬克斯威望遠鏡（JCMT）成功解析了450微米的宇宙紅外背景光，證實其來自銀河系外的星系。而這項成功的關鍵在於利用「重力透鏡效應」。研究團隊持續對10個大質量星系團進行觀測，利用前景的巨大星系團所提供的強烈重力透鏡效應，取得了前所未有的觀測靈敏度，成功解析了450微米的宇宙背景輻射，證實其來自銀河系外的星系。重力透鏡效應是愛因斯坦廣義相對論預測的現象，它可以放大遠處光源的光線，增強它們微弱的訊號，使我們能夠深入探索宇宙。

透過揭開宇宙紅外背景的神秘面紗，不僅讓我們更了解宇宙紅外背景，也讓我們獲得宇宙早期歷史的新見解，包括整個宇宙中星系的分佈和演化。