國際著名天體物理雜志《The Astrophysical Journal》（2011，ApJ, 272, L46；2013，ApJ, 769, 15）發(fā)表了云南天文臺(tái)周明博士和王建成研究員在河外伽馬射線背景研究方面的系列工作。

宇宙中存在微波背景輻射，實(shí)際上宇宙中還存在其它波段的背景輻射。早在1975小型天文衛(wèi)星就發(fā)現(xiàn)銀河系具有伽馬射線輻射，除此之外，似乎還有一個(gè)各向同性的彌散成分。后來，康普頓伽馬射線空間天文臺(tái)上的高能伽馬射線實(shí)驗(yàn)望遠(yuǎn)鏡（EGRET）的觀測(cè)進(jìn)一步地證明該成分的存在，稱為河外伽馬射線背景。

2010年Abdo 等人利用費(fèi)米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡（簡稱費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡）十個(gè)月的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)河外伽馬射線背景進(jìn)行了最新測(cè)量和研究，發(fā)現(xiàn)它的輻射譜形為冪率譜，與 EGRET 的測(cè)量結(jié)果相比，譜形較陡、流量較低。

河外伽馬射線背景圖（摘自費(fèi)米衛(wèi)星網(wǎng)站）

在河外伽馬射線背景中，只有很小部分來源于已被證認(rèn)的點(diǎn)源輻射，絕大部分是未證認(rèn)的、來歷不明的彌散輻射，因此其起源問題備受關(guān)注。關(guān)于河外伽馬射線背景起源，目前有多種理論解釋，它可能來源于一些真正的彌散源，如暗物質(zhì)湮滅或衰變所產(chǎn)生的伽馬輻射，或宇宙大尺度結(jié)構(gòu)形成過程中激波加速高能粒子而產(chǎn)生的伽馬輻射等，也可能來源于大量的未被證認(rèn)的點(diǎn)源，如活動(dòng)星系核，它們包含大量的高能粒子，能產(chǎn)生伽馬射線輻射。

耀變體是一類噴流整體速度接近光速且方向指向觀測(cè)者的活動(dòng)星系核。來自噴流的各波段輻射都會(huì)被相對(duì)論性噴流的多普勒集束效應(yīng)所積聚增強(qiáng)。因此，耀變體具有非常強(qiáng)的伽馬射線輻射。目前費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的河外點(diǎn)源中，大部分是耀變體，它們的輻射譜形和河外伽馬射線背景大致相同。一些學(xué)者根據(jù)耀變體某波段的光度函數(shù)，再利用該波段光度和伽馬射線光度之間的相關(guān)關(guān)系來推導(dǎo)所有耀變體對(duì)河外伽馬射線背景的貢獻(xiàn)，但該方法給出耀變體對(duì)河外伽馬射線背景貢獻(xiàn)存在很大的不確定性，從 20% 到 100% 不等。

Abdo 等人根據(jù)費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡第一源表并結(jié)合費(fèi)米對(duì)低伽馬射線流量源探測(cè)的不完備性，得到伽馬射線點(diǎn)源的流量與數(shù)目的分布，從而推出點(diǎn)源的貢獻(xiàn)小于23%。由于探測(cè)到的點(diǎn)源主要為耀變體，上面結(jié)果只是耀變體的貢獻(xiàn)。尋常的點(diǎn)源，如射電星系、星爆星系、普通星系以及射電寧靜類星體等，它們的伽馬射線輻射很弱，但是它們的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于耀變體，目前已有多個(gè)此類天體被費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。因此，這類天體也可能貢獻(xiàn)相當(dāng)部分的河外伽馬射線背景。

受限于現(xiàn)有儀器的觀測(cè)能力，目前直接分解河外伽馬射線背景是不可能的。一個(gè)替代方案是圖像疊加法。圖像疊加法是一種可以大大提高圖像信噪比，從而充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的方法。作者將此法應(yīng)用于費(fèi)米衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并與其它波段，如射電樣本相結(jié)合，發(fā)展了最大似然法求疊加點(diǎn)源的流量，從而對(duì)流量低于儀器探測(cè)極限以下源的性質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，得到這些源對(duì)河外伽馬射線背景的貢獻(xiàn)。

研究工作首先對(duì)AT20G 樣本進(jìn)行圖像疊加，發(fā)現(xiàn)其對(duì)河外伽馬射線背景貢獻(xiàn)為8.4%，表明耀變體僅貢獻(xiàn)小部分的河外伽馬射線背景；然后對(duì)FIRST樣本進(jìn)行疊加，此樣本對(duì)河外伽馬射線背景貢獻(xiàn)為56%?？紤]到FIRST 樣本為一流量限制樣本且在低流量處并不完備，當(dāng)此樣本流量限制更低且更加完備，那么樣本對(duì)河外伽馬射線背景的貢獻(xiàn)將會(huì)更大。但是具體貢獻(xiàn)值則很難確定，這依賴于更暗源的數(shù)密度分布以及射電、伽馬射線流量關(guān)系，然而兩者目前都不確定。但是考慮到一些不能被FIRST 很好示蹤類型源，例如普通星系、射電寧靜類星體等，那么點(diǎn)源即使不能貢獻(xiàn)全部也可以貢獻(xiàn)絕大部分的河外伽馬射線背景。