Hubblovo zelo globoko polje (HUDF) — slika vesolja pred 13 milijardami let
Odkrijte Hubblovo zelo globoko polje (HUDF) — osupljiva slika vesolja pred 13 milijardami let z okoli 10.000 galaksijami. Najbolj oddaljen pogled človeštva.
Hubblovo zelo globoko polje (Hubble Ultra Deep Field, HUDF) je slika majhnega dela vesolja v smeri ozvezdja Fornax.
Za to sliko smo potrebovali več kot tri mesece, od 24. septembra 2003 do 16. januarja 2004. To je bila ena izmed najbolj oddaljenih slik vesolja, ki jo je kdaj koli posnel človek v vidnem in bližnjem infrardečem delu spektra. Na njej vidimo vesolje, kakršno je bilo pred približno 13 milijardami let, torej v času, ko je bilo staro le nekaj sto milijonov let (približno 600–900 milijonov let, odvisno od rdečega premika – redshift).
HUDF vsebuje približno 10.000 galaksij različnih velikosti, barv in oblik. Del neba je bil izbran, ker je v bližnjem polju malo svetlih zvezd in malo medzvezdnega prahu, kar omogoča opazovanje zelo šibkih in oddaljenih virov. Čeprav lahko večino ciljnih objektov, prikazanih na Hubblovi sliki, pri infrardečih valovnih dolžinah opazujejo tudi zemeljski teleskopi z velikimi zrcali in adaptivno optiko, je Hubble takrat ostal edini instrument, ki je lahko te oddaljene cilje opazoval pri vidnih valovnih dolžinah z dovolj visoko ločljivostjo.
Lokacija in merilo
Jugozahodno od Oriona v ozvezdju Fornax na južni polobli ob desni ascendenci 3h 32m 40,0s, deklinaciji -27° 47' 29" (J2000), slika pokriva približno 11,3 kvadratnih lokminut (približno 3,4' × 3,4'). To je izredno majhen kot neba — primerjajoč na enostaven način: manj kot kvadrat papirja velikosti 1 × 1 milimeter, ki ga držimo približno 1 meter stran. To polje predstavlja le majhen del neba, približno eno trinajstmilijontino celotne površine neba. Slika je orientirana tako, da levi zgornji kot kaže proti severu (naklon −46,4°) na nebesni krogli. Zvezda blizu središča polja je USNO-A2.0 0600-01400432 z navidezno magnitudo 18,95.
Opazovalni podatki in instrumenti
Za izdelavo končne slike je bilo potrebnih 800 posameznih ekspozicij, posnetih med približno 400 obhodi Hubblovega vesoljskega teleskopa okoli Zemlje. Skupni čas osvetlitve je bil približno 11,3 dneva za kamero ACS (Advanced Camera for Surveys) v vidnem delu spektra in okoli 4,5 dneva za NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) v bližnjem infrardečem območju. Posnetki v več filtrih so bili kombinirani v barvni sestav, ki poudari razlike v barvah galaksij (modre, rdeče, zelo rdeče), kar pomaga oceniti njihovo starost, stopnjo tvorbe zvezd in rdeči premik.
Kaj vidimo in zakaj je pomembno
- Raznolikost galaksij: HUDF prikazuje drobne, šibke in pogosto nepravilne galaksije, ki so bile predhodniki današnjih velikih spiral in eliptičnih galaksij.
- Rdeči premik (redshift): med zvezdnimi lučmi so objekti z zelo velikim rdečim premikom (z ≳ 6–8), kar pomeni, da jih vidimo, kot so bile v zgodnjem vesolju — nekaj sto milijonov let po Velikem poku.
- Proučevanje zgodnje zgodovine vesolja: podatki iz HUDF so pomagali raziskovalcem rekonstruirati zgodovino tvorbe zvezd, stopnjo rasti galaksij, njihovo morfologijo in vlogo majhnih galaksij pri reionizaciji vesolja (prehod iz nevtralnega v ionizirano stanje vodika v zgodnjem vesolju).
- Populacije šibkih objektov: HUDF je pokazal, da je v zgodnjem vesolju veliko število majhnih, šibkih galaksij — ključnih za razumevanje, kako so se združevale v večje sisteme.
Učinki in nadaljnje raziskave
HUDF je bil izhodišče za številne spremljajoče opazovalne programe in raziskave. Podatki so omogočili:
- mero tvorbe zvezd kot funkcije časa (zgodovina zvezdnega rojstva),
- analize morfologij galaksij v zgodnjem vesolju,
- iskanje kandidatov za zelo oddaljene galaksije (visok rdeči premik) in kvazarje,
- primerjave z opazovanji drugih teleskopov, npr. infrardečih opazovanj s Spitzerjem in kasneje z JWST, ter z zemeljskimi velikimi teleskopi (VLT, Keck).
Dostopnost podatkov
Hubblov konzorcij je javno objavil surove in obdelane slike ter kataloge, kar je omogočilo široko rabo podatkov za znanstvene študije. Slike HUDF so tudi postale priljubljeno izhodišče za izobraževanje in vizualizacije zgodnjega vesolja.
Opomba o sodobnih opazovalnih zmogljivostih: ob nastanku HUDF je bil Hubble edini instrument, ki je lahko te oddaljene predmete učinkovito opazoval pri vidnih valovnih dolžinah z visoko prostorsko ločljivostjo. Od takrat so se pojavili novi instrumenti (npr. JWST) in boljše zemeljske tehnike, ki dopolnjujejo hubblova odkritja in omogočajo še globlje poglede v infrardečem delu spektra.
Slika ABYSS WFC3/IR Hubblovega ultra globokega polja (24. januar 2019)
Na tej visokoresolucijski sliki HUDF so galaksije različnih starosti, velikosti, oblik in barv. Najmanjše in najbolj rdeče galaksije, približno 100, so ene najbolj oddaljenih galaksij, ki jih je Hubble posnel, saj so obstajale, ko je bilo vesolje staro le 800 milijonov let.
Položaj Hubblovega ultra globokega polja na nočnem nebu.
Poznejše različice
NASA je 25. septembra 2012 objavila bolj izpopolnjeno različico ultraglobokega polja, imenovano eXtreme Deep Field (XDF). XDF razkriva galaksije, ki segajo 13,2 milijarde let v preteklost, in razkriva galaksijo, ki naj bi nastala le 450 milijonov let po velikem poku. NASA je 3. junija 2014 objavila sliko Hubblovega ultra globokega polja, ki je prvič sestavljena iz celotnega razpona ultravijolične do skoraj infrardeče svetlobe.
23. januarja 2019 je Instituto de Astrofísica de Canarias objavil še globljo različico infrardečih slik Hubblovega ultra globokega polja, pridobljenih z instrumentom WFC3, imenovano ABYSS Hubblovo ultra globoko polje. Nove slike izboljšujejo prejšnjo redukcijo slik WFC3/IR, vključno s skrbnim odštevanjem ozadja neba okoli največjih galaksij na vidnem polju. Po tej posodobitvi je bilo ugotovljeno, da so nekatere galaksije skoraj dvakrat večje od prej izmerjenih.
Sorodne strani
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je Hubblovo ultragloboko polje?
O: Hubblovo zelo globoko polje (Hubble Ultra Deep Field ali HUDF) je slika majhnega dela vesolja v smeri ozvezdja Fornax. To je najbolj oddaljena slika vesolja, ki jo je kdajkoli posnel človek.
V: Kako dolgo je trajalo snemanje te slike?
O: Za to sliko smo potrebovali več kot tri mesece, od 24. septembra 2003 do 16. januarja 2004.
V: Kako staro je bilo vesolje, ko je bila ta slika posneta?
O: Ko je bila ta slika posneta, je bilo vesolje staro približno 800 milijonov let.
V: Koliko galaksij je vidnih v Hubblovem ultraglobokem polju?
O: HUDF vsebuje približno 10 000 galaksij.
V: Kje je del neba, na katerem so te galaksije?
O: Del neba, na katerem so te galaksije, je jugozahodno od Oriona v ozvezdju Fornax na južni polobli v desni ascendenci 3h 32m 40,0s in deklinaciji -27° 47' 29" (J2000).
V: Kako velik je ta košček neba v primerjavi s kvadratnim kosom papirja velikosti 1 x 1 milimeter, ki ga držimo en meter stran?
O: Ta košček pokriva 36,7 kvadratnih arcminut, kar je manj kot kvadratni košček papirja velikosti 1 x 1 milimeter (0,039 x 0,039 in), ki ga držimo 1 meter stran in je enak približno eni trinajstmilijonski del celotne površine neba.
V: Koliko časa osvetlitve sta potrebovali kameri ACS in NICMOS skupaj?
O: Skupni čas osvetlitve, ki sta ga potrebovali kameri ACS in NICMOS, je bil 11,3 dneva za ACS in 4,5 dneva za NICMOS.
Iskati