Даже после почти трех десятилетий верного служения космический телескоп Хаббл продолжает работать и создавать захватывающие изображения космоса. Как одна из Великих обсерваторий НАСА, его наблюдения за далекими галактиками, экзопланетами и расширением Вселенной оказали революционное влияние на астрономию, астрофизику и космологию.
Последний вклад Хаббла представлен в виде мозаичного изображения глубокого неба, созданного с использованием данных наблюдений за 16 лет. Эта мозаика, известная как «Поле наследия Хаббла», считается самой большой и всеобъемлющей «книгой истории» галактик. В общей сложности в нем содержится около 265 000 галактик, которые датируются всего лишь 500 миллионами лет после Большого взрыва.
Около 7500 отдельных экспонатов были использованы при создании Поля Наследия Хаббла, обеспечивающего широкий портрет далекой Вселенной, которая смотрит назад в самые ранние видимые времена. При этом изображение показывает, как галактики менялись с течением времени, увеличиваясь в результате слияний и превращаясь в гигантские галактики, которые мы видим в космическом журнале. Это фактически означает, что 13,3 миллиарда лет космической эволюции были записаны на этом одном изображении.
Это амбициозное начинание включает в себя совместную работу 31 программы «Хаббл», созданную различными командами астрономов. Он также включал наблюдения, сделанные несколькими глубоководными исследованиями Хаббла. К ним относятся «Глубокое поле Хаббла» в 1995 году, «Глубокое исследование происхождения больших обсерваторий» (GOODS) 2003 года, «Сверхглубокое поле Хаббла» 2004 года и «Экстремальное глубокое поле» (XDF) 2012 года, которое является самым глубоким обзором Вселенной на сегодняшний день. ,
Как Гарт Иллингворт, почетный профессор UCSC и глава команды, которая собрала
«Теперь, когда мы расширились по сравнению с предыдущими исследованиями, мы собираем гораздо больше отдаленных галактик в самом большом из когда-либо созданных таких наборов данных. Ни одно изображение не превзойдет этого, пока не будут запущены будущие космические телескопы, такие как Джеймс Уэбб ».
В дополнение к отображению галактик в видимом свете, диапазон длин волн распространяется от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной части спектра. Это является ключевым в современной астрономии и космологии, так как позволяет выявить ключевые особенности сборки галактики. Хороший пример
«Такие изысканные измерения высокого разрешения для многочисленных галактик, представленных в этом каталоге, дают возможность проводить внегалактические исследования в широком диапазоне», - сказала ведущая исследователь каталога Кэтрин Уитакер из Университета Коннектикута в Сторрсе. «Зачастую такие исследования дают неожиданные открытия, которые оказывают наибольшее влияние на наше понимание эволюции галактики».
Около столетия назад Эдвин Хаббл (в честь которого назван HST) описал галактики как «маркеры пространства». В то время он наблюдал за далекими галактиками и заметил, как свет, исходящий от большинства из них, сместился к красному концу спектра - иначе. «Красное смещение», что указывает на то, что астрономические объекты удаляются от нас.
Эти наблюдения подтвердили предсказание Теории Общей Относительности Эйнштейна о том, что Вселенная находилась в состоянии расширения или сжатия. Последующие исследования использовали галактики для измерения скорости космического расширения (известной как постоянная Хаббла), которая также дала подсказки относительно основной физики космоса, когда возникли химические элементы, и как в конечном итоге появилась наша Солнечная система и жизнь.
Это более широкое представление особенно полезно в этом отношении, поскольку оно содержит примерно в 30 раз больше галактик, чем предыдущие глубокие поля. Поле Наследия также обнаружило несколько необычных объектов, многие из которых являются остатками столкновений и слияний, которые произошли во время ранней Вселенной - то, что называют галактическими «крушениями поездов».
Как вы можете себе представить, сборка этого изображения была непростой задачей. Как объяснил Дэн Маги из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, руководитель группы по обработке данных:
«Наша цель состояла в том, чтобы собрать все 16 лет экспозиции в традиционном образе. Раньше большинство из этих воздействий не были согласованы таким образом, чтобы их мог использовать любой исследователь. Астрономы могут выбрать нужные данные в прежнем поле и сразу же поработать с ними, в отличие от необходимости выполнять огромную обработку данных перед проведением научного анализа ».
Несмотря на то, что это новое изображение является самым подробным и обширным изображением галактик, которое когда-либо получалось, оно является лишь первым в серии изображений Поля Наследия Хаббла. В настоящее время команда работает над другим набором изображений, который насчитывает более 5200 снимков Хаббла, из другой области неба. Заглядывая в будущее, астрономы надеются расширить многоволновой диапазон в старых изображениях, чтобы включить еще больше данных о
Это будет включать более длинноволновые инфракрасные и высокоэнергетические рентгеновские наблюдения от двух других Великих обсерваторий НАСА - Космический телескоп Spitzer и рентгеновская обсерватория Чандра. Как сказал в пресс-релизе ESA член команды Ричард Боувенс из Лейденского университета в Нидерландах:
«Одним из захватывающих аспектов этих новых изображений является большое количество чувствительных цветовых каналов, теперь доступных для просмотра далеких галактик, особенно в ультрафиолетовой части спектра. С изображениями на стольких частотах мы можем разделить свет от галактик на вклады старых и молодых звезд, а также активных ядер галактик ».
В то же время, ожидается, что ни одно изображение Вселенной не превзойдет изображения Хаббл Наследия Поля до тех пор, пока не будут запущены космические телескопы следующего поколения. К ним относятся Космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) и Инфракрасный космический телескоп с широким полем зрения (WFIRST), оба из которых имеют инструменты, которые предлагают улучшенное разрешение и чувствительность по сравнению с кочка и, таким образом, включить более глубокие обследования.
Огромное количество галактик на изображении Поля Наследия также являются главными целями для будущих телескопов. Как сказал Иллингворт в пресс-релизе HubbleSite:
«Мы собрали эту мозаику как инструмент, который будет использоваться нами и другими астрономами. Ожидается, что это исследование приведет к еще более последовательному, глубокому и большему пониманию эволюции Вселенной в ближайшие годы ... Это действительно подготовит почву для запланированного НАСА телескопа инфракрасного обзора (WFIRST). Поле Legacy Field - это указатель пути для WFIRST, который будет захватывать изображение, которое в 100 раз больше, чем типичная фотография Хаббла. Всего за три недели наблюдений WFIRST астрономы смогут собрать поле, которое намного глубже и более чем в два раза больше поля Хаббл-Наследие ».
Кроме того, возможности визуализации JWST в ИК-диапазоне (которые выходят за пределы кочка или Spitzer) позволит астрономам глубже исследовать изображение Поля Наследия, чтобы узнать больше о том, как росли галактики. Изображение (вместе с отдельными экспозициями, которые были использованы для его создания) доступно через Архив космических телескопов Микальски (MAST).
