Chiar și după aproape trei decenii de serviciu fidel, Telescopul spațial Hubble continuă să funcționeze și să ofere imagini uluitoare ale cosmosului. Ca unul dintre marile observatorii ale NASA, observațiile sale despre galaxii îndepărtate, exoplanete și extinderea Universului au avut un impact revoluționar asupra astronomiei, astrofizicii și cosmologiei.
Ultima contribuție a lui Hubble vine sub forma unei imagini de mozaic din cerul adânc care a fost construită folosind observații în valoare de 16 ani. Cunoscut drept „Hubble Legacy Field”, acest mozaic este descris ca fiind cea mai mare și mai cuprinzătoare „carte de istorie” a galaxiilor. Toate spus, conține aproximativ 265.000 de galaxii care datează de la doar 500 de milioane de ani după Big Bang.
Aproape 7.500 de expuneri individuale au intrat în crearea câmpului moștenitor Hubble, oferind un portret larg al Universului îndepărtat care privește înapoi la cele mai timpurii momente vizibile. În acest fel, imaginea arată modul în care galaxiile s-au schimbat în timp, crescând prin fuziuni pentru a deveni galaxii uriașe pe care le vedem în revista Space. Aceasta înseamnă în mod efectiv că 13,3 miliarde de ani de evoluție cosmică au fost cronicizate în această imagine.
Acest efort ambițios cuprinde activitatea colectivă a 31 de programe Hubble realizate de diferite echipe de astronomi. De asemenea, a încorporat observații făcute de mai multe sondaje pe teren profund Hubble. Printre acestea se numără Hubble Deep Field din 1995, Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) din 2003, Hubble Ultra Deep Field din 2004 și eXtreme Deep Field (XDF) din 2012, care este cea mai profundă viziune a Universului până în prezent. .
În calitate de Garth Illingworth, profesor emerit la UCSC și șef al echipei care a asamblat
„Acum că am mers mai larg decât în sondajele anterioare, recoltăm multe galaxii mai îndepărtate în cel mai mare astfel de set de date produs vreodată. Nicio imagine nu o va depăși până când vor fi lansate viitoare telescoape spațiale precum James Webb. ”
Pe lângă afișarea galaxiilor în lumina vizibilă, intervalul de lungime de undă se întinde de la ultraviolete până la partea aproape infraroșu a spectrului. Acest lucru este esențial în astronomia modernă și cosmologia, prin faptul că permite ca elementele cheie ale asamblării galaxiei să fie evidențiate. Un bun exemplu este
„Astfel de măsurări exquisite de înaltă rezoluție ale numeroaselor galaxii din acest catalog permit o largă schimbare de studii extragalactice”, a spus cercetătorul principal al catalogului, Katherine Whitaker, de la Universitatea din Connecticut, din Storrs. „Adesea, aceste tipuri de sondaje au generat descoperiri neprevăzute care au avut cel mai mare impact asupra înțelegerii noastre despre evoluția galaxiei.”
Cu aproximativ un secol în urmă, Edwin Hubble (pentru care este numit HST) a descris galaxiile sunt „markerii spațiului”. La vremea respectivă, el observa galaxii îndepărtate și observa cum lumina provenită din majoritatea lor a fost deplasată spre capătul roșu al spectrului - aka. „Redshifted”, care este un indiciu că obiectele astronomice se îndepărtează de noi.
Aceste observații au confirmat o predicție făcută de Teoria relativității generale a lui Einstein - că Universul era fie într-o stare de expansiune, fie de contracție. Studiile ulterioare au folosit galaxii pentru a măsura rata de expansiune cosmică (cunoscută sub numele de Constanta Hubble), care a oferit, de asemenea, indicii cu privire la fizica care stă la baza cosmosului, când au apărut elemente chimice și cum a apărut sistemul nostru solar și viața în cele din urmă.
Această vedere mai largă este deosebit de utilă în acest sens, deoarece conține aproximativ 30 de ori mai multe galaxii decât câmpurile profunde anterioare. Câmpul Moștenirii a dezvăluit, de asemenea, mai multe obiecte neobișnuite, dintre care multe sunt rămășițele coliziunilor și fuziunilor care au avut loc în timpul Universului timpuriu - ceea ce se numește „epave de tren” galactice.
După cum vă puteți imagina, asamblarea acestei imagini nu a fost o sarcină ușoară. După cum a explicat Dan Magee, de la Universitatea din California, Santa Cruz, conducerea echipei de procesare a datelor:
„Scopul nostru a fost să reunim toți cei 16 ani de expuneri într-o imagine moștenită. Anterior, majoritatea acestor expuneri nu fuseseră reunite într-un mod consecvent, care poate fi folosit de niciun cercetător. Astronomii pot selecta datele din câmpul moștenit pe care și-l doresc și pot lucra imediat cu acestea, spre deosebire de nevoia de a efectua o cantitate imensă de reducere a datelor înainte de a efectua analize științifice.
În ciuda faptului că este cea mai detaliată și extinsă imagine a galaxiilor luate vreodată, această nouă imagine este doar prima dintr-o serie de imagini din Hubble Legacy Field. Echipa lucrează în prezent la un alt set de imagini, care totalizează peste 5.200 de expuneri Hubble, dintr-o altă zonă a cerului. Privind în viitor, astronomii speră să lărgească intervalul de lungimi de undă în imaginile moștenite pentru a include și mai multe date
Aceasta va include IR cu lungime de undă mai lungă și observații cu raze X de mare energie din alte două mari observatorii ale NASA - Telescopul spațial Spitzer și Observatorul de raze X Chandra. După cum a declarat membrul echipei Rychard Bouwens, de la Universitatea Leiden din Olanda, în comunicatul de presă al ESA:
„Un aspect interesant al acestor imagini noi este numărul mare de canale de culori sensibile disponibile acum pentru a vizualiza galaxii îndepărtate, în special în partea ultravioletă a spectrului. Cu imagini la atâtea frecvențe, putem diseca lumina din galaxii în contribuțiile din stelele vechi și tinere, precum și în nucleele galactice active. "
Între timp, nu se așteaptă ca nicio imagine a Universului să depășească imaginile Hubble Legacy Field până la lansarea unor telescoape spațiale de generație următoare. Acestea includ Telescopul spațial James Webb (JWST) și Telescop spațial infraroșu larg (WFIRST), ambele au instrumente care oferă rezoluție și sensibilitate îmbunătățite Hubble și să permită, astfel, sondaje mai aprofundate.
Numărul mare de galaxii din imaginea Legacy Field sunt, de asemenea, ținte principale pentru viitoarele telescoape. Așa cum a spus Illingworth într-un comunicat de presă HubbleSite:
„Am creat acest mozaic ca un instrument care să fie folosit de noi și de alți astronomi. Așteptarea este că acest sondaj va duce la o înțelegere și mai coerentă, în profunzime și mai mare a evoluției universului în următorii ani ... Acest lucru va stabili cu adevărat stadiul pentru Telescopul de anchetă infraroșu (WFIRST) planificat de NASA. Câmpul moștenit este un căutător pentru WFIRST, care va capta o imagine de 100 de ori mai mare decât o fotografie tipică Hubble. În doar trei săptămâni în valoare de observații de către WFIRST, astronomii vor putea asambla un câmp mult mai profund și mai mult de două ori mai mare decât câmpul moștenitor Hubble. "
În plus, capabilitățile de imagistică ale JWST în banda IR (care depășesc limitele de la Hubble sau Spitzer) va permite astronomilor să sondeze mult mai adânc în imaginea Legacy Field pentru a dezvălui mai multe despre cum au crescut galaxiile infantile. Imaginea (împreună cu expunerile individuale care au făcut-o) este disponibilă prin Arhiva Mikulski pentru Telescoape Spațiale (MAST).
