Nawet po prawie trzydziestu latach wiernej służby Kosmiczny Teleskop Hubble'a nadal działa i zapewnia zapierające dech w piersiach obrazy kosmosu. Jako jedno z Wielkich Obserwatoriów NASA, jego obserwacje odległych galaktyk, egzoplanet i ekspansji Wszechświata wywarły rewolucyjny wpływ na astronomię, astrofizykę i kosmologię.
Najnowszy wkład Hubble'a ma postać mozaiki z głębokiego nieba, która została zbudowana na podstawie obserwacji z 16 lat. Mozaika znana jako „Dziedzictwo Dziedzictwa Hubble'a” jest opisywana jako największa i najbardziej wszechstronna „księga historii” galaktyk. Mówi się, że zawiera około 265 000 galaktyk, które sięgają zaledwie 500 milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Prawie 7500 pojedynczych ekspozycji zostało wykorzystanych do stworzenia Dziedzictwa Dziedzictwa Hubble'a, zapewniając szeroki portret odległego Wszechświata, który spogląda w przeszłość najwcześniej widocznych czasów. W ten sposób obraz pokazuje, jak galaktyki zmieniały się w czasie, rozrastając się poprzez fuzje, tworząc gigantyczne galaktyki, które widzimy w Space Magazine. To faktycznie oznacza, że 13,3 miliarda lat kosmicznej ewolucji zostało utrwalone na tym jednym obrazie.
To ambitne przedsięwzięcie obejmuje wspólną pracę 31 programów Hubble'a prowadzonych przez różne zespoły astronomów. Uwzględniono również obserwacje przeprowadzone w kilku badaniach głębinowych Hubble'a. Należą do nich Głębokie Pole Hubble'a w 1995 r., Wielkie Obserwatorium Początków Wielkich Obserwatoriów (GOODS) z 2003 r., Głębokie Pole Hubble'a z 2004 r. I Głębokie Pole eXtreme (XDF) z 2012 r., Co jest jak dotąd najgłębszym widokiem Wszechświata. .
Jako Garth Illingworth, emerytowany profesor na UCSC i szef zespołu, który zgromadził
„Teraz, gdy rozszerzyliśmy zasięg w porównaniu z poprzednimi badaniami, zbieramy o wiele bardziej odległe galaktyki w największym takim zestawie danych, jaki kiedykolwiek wyprodukowano. Żaden obraz nie przekroczy tego, dopóki nie zostaną uruchomione przyszłe teleskopy kosmiczne, takie jak James Webb. ”
Oprócz pokazywania galaktyk w świetle widzialnym, zakres długości fal rozciąga się od ultrafioletu do części widma w bliskiej podczerwieni. Jest to kluczowe we współczesnej astronomii i kosmologii, ponieważ pozwala uwidocznić kluczowe cechy układu galaktyk. Dobrym przykładem jest
„Takie znakomite pomiary w wysokiej rozdzielczości licznych galaktyk w tym katalogu umożliwiają szeroki zakres badań pozagalaktycznych”, powiedziała główna badaczka katalogu Katherine Whitaker z University of Connecticut w Storrs. „Często tego rodzaju ankiety przyniosły nieoczekiwane odkrycia, które miały największy wpływ na nasze rozumienie ewolucji galaktyk”.
Około sto lat temu Edwin Hubble (od którego pochodzi nazwa HST) opisał galaktyki jako „znaczniki kosmosu”. W tym czasie obserwował odległe galaktyki i zauważył, jak światło pochodzące z większości z nich zostało przesunięte w kierunku czerwonego końca spektrum - aka. „Przesunięty ku czerwieni”, co wskazuje, że obiekty astronomiczne oddalają się od nas.
Obserwacje te potwierdziły prognozę Teorii ogólnej teorii względności Einsteina - że Wszechświat był w stanie rozszerzania się lub kurczenia. W kolejnych badaniach wykorzystano galaktyki do pomiaru szybkości ekspansji kosmicznej (znanej jako stała Hubble'a), która dostarczyła również wskazówek co do podstawowej fizyki kosmosu, kiedy powstały pierwiastki chemiczne oraz jak ostatecznie powstał nasz Układ Słoneczny i życie.
Ten szerszy widok jest szczególnie pomocny w tym względzie, ponieważ zawiera około 30 razy więcej galaktyk niż poprzednie głębokie pola. Dziedzictwo Dziedzictwa ujawniło także kilka niezwykłych obiektów, z których wiele to pozostałości zderzeń i fuzji, które miały miejsce we wczesnym Wszechświecie - tak zwane galaktyczne „wraki pociągów”.
Jak możesz sobie wyobrazić, skompilowanie tego obrazu nie było łatwym zadaniem. Jak wyjaśnił Dan Magee z University of California w Santa Cruz, kierownik zespołu ds. Przetwarzania danych:
„Naszym celem było zgromadzenie wszystkich 16 lat ekspozycji w starszym wizerunku. Wcześniej większość tych ekspozycji nie była łączona w spójny sposób, z którego może skorzystać każdy badacz. Astronomowie mogą wybrać dane w polu Dziedzictwo, które chcą i natychmiast z nimi pracować, w przeciwieństwie do konieczności przeprowadzenia ogromnej redukcji danych przed przeprowadzeniem analizy naukowej. ”
Pomimo tego, że jest to najbardziej szczegółowe i ekspansywne zdjęcie galaktyk, jakie kiedykolwiek zostało zrobione, to nowe zdjęcie jest zaledwie pierwszym z serii zdjęć Dziedzictwa Pola Hubble'a. Zespół pracuje obecnie nad innym zestawem zdjęć, które łącznie przekraczają 5200 ekspozycji Hubble'a, z innego obszaru nieba. Patrząc w przyszłość, astronomowie mają nadzieję poszerzyć zakres wielu długości fal w starszych obrazach, aby uwzględnić jeszcze więcej danych
Obejmie to obserwacje w podczerwieni na dłuższych falach i promieniowanie rentgenowskie o wysokiej energii z dwóch innych wielkich obserwatoriów NASA Kosmiczny Teleskop Spitzera oraz Obserwatorium Rentgenowskie Chandra. Jak powiedział członek zespołu Rychard Bouwens z Leiden University w Holandii w komunikacie prasowym ESA:
„Jednym z ekscytujących aspektów tych nowych obrazów jest duża liczba wrażliwych kanałów kolorów, które są teraz dostępne do oglądania odległych galaktyk, szczególnie w części widma ultrafioletowego. Dzięki obrazom o tak wielu częstotliwościach możemy rozdzielać światło z galaktyk na wkład starych i młodych gwiazd, a także aktywnych jąder galaktycznych. ”
W międzyczasie oczekuje się, że żaden obraz Wszechświata nie przekroczy jednego z obrazów Dziedzictwa Hubble'a do momentu uruchomienia teleskopów kosmicznych nowej generacji. Należą do nich Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i Kosmiczny teleskop na podczerwień (WFIRST), oba mają instrumenty zapewniające lepszą rozdzielczość i czułość Hubble i dzięki temu umożliwiają bardziej szczegółowe ankiety.
Ogromna liczba galaktyk na obrazie Dziedzictwa Pola jest również głównym celem przyszłych teleskopów. Jak powiedział Illingworth w komunikacie prasowym HubbleSite:
„Złożyliśmy tę mozaikę jako narzędzie do wykorzystania przez nas i przez innych astronomów. Oczekuje się, że badanie to doprowadzi do jeszcze bardziej spójnego, dogłębnego i lepszego zrozumienia ewolucji wszechświata w nadchodzących latach… To naprawdę przygotuje grunt pod planowany przez NASA Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). Dziedziczone pole jest narzędziem do wyszukiwania WFIRST, które uchwyci obraz, który jest 100 razy większy niż typowe zdjęcie Hubble'a. W ciągu zaledwie trzech tygodni obserwacji WFIRST astronomowie będą w stanie złożyć pole, które jest znacznie głębsze i ponad dwa razy większe niż pole Dziedzictwa Hubble'a ”.
Ponadto możliwości obrazowania JWST w paśmie podczerwieni (które przekraczają granice Hubble lub Spitzer) pozwoli astronomom zbadać znacznie głębiej obraz Dziedzictwa, aby dowiedzieć się więcej o rozwoju galaktyk niemowląt. Zdjęcie (wraz z indywidualnymi naświetleniami, które go zaangażowały) jest dostępne w Mikulskim Archiwum dla Kosmicznych Teleskopów (MAST).
