Hubble Ultra-Deep Field (HUDF) — Visuma dziļākais skats uz galaktikām
HUDF — Hubble visdziļākais skats: aptuveni 10 000 galaktiku un 13 miljardu gadu senas gaismas atklājumi, kas atsedz Visuma agrīno vēsturi un noslēpumus.
Hubble Ultra Deep Field jeb HUDF ir nelielas kosmosa daļas attēls Fornax zvaigznāja virzienā. Tas ir viens no dziļākajiem un detalizētākajiem Visuma novērojumiem, ko veicis cilvēks. HUDF ļauj ieraudzīt ļoti tālas, vāji spīdīgas galaktikas un pētīt agrīno Visumu.
Kā tika uzņemts attēls
Lai uzņemtu šo attēlu, pagāja vairāk nekā trīs mēneši — no 2003. gada 24. septembra līdz 2004. gada 16. janvārim. Kopumā tika veiktas apmēram 800 ekspozīcijas, uzņemtas aptuveni 400 Hubble aplidošanas ap Zemi laikā. Kopējais ekspozīcijas laiks bija aptuveni 11,3 dienas ar ACS (Advanced Camera for Surveys) un 4,5 dienas ar NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).
Attēla iegūšanas procesā tika izmantotas vairākas optikas filtrāciju joslas, lai reģistrētu gaismu dažādos viļņu garumos. ACS nodrošināja dziļus novērojumus redzamajā spektrā (tipiski F435W, F606W, F775W, F850LP), savukārt NICMOS pievienoja sensoro jutību infrasarkanos attēlos (piemēram, F110W un F160W), kas palīdzēja atklāt ļoti tālas, sarkanas galaktikas. Novērojumos tika izmantotas tehniskas procedūras kā dithering, attēlu sakārtošana un “drizzling” — metodes, kas uzlabo izšķirtspēju un samazina instrumenta defektu ietekmi.
Kur tieši un kāds laukums
HUDF laukums atrodas uz dienvidrietumiem no Oriona dienvidu puslodes Fornaksa zvaigznājā, 3h 32m 40,0s, deklinācija -27° 47' 29" (J2000), attēls aptver 36,7 kvadrātmetru loka minūtes. Lai ilustrētu, cik mazs ir šis debess laukums: tas ir mazāks par 1 x 1 milimetru (0,039 x 0,039 collas) papīra kvadrāts, ja skatās no 1 metra attāluma, un aptuveni viena trīspadsmit miljonā daļa no kopējā debess laukuma. Attēla orientācija debess sfērā ir tāda, ka augšējais kreisais stūris ir vērsts uz ziemeļiem (-46,4°). Zvaigzne netālu no lauka centra ir USNO-A2.0 0600-01400432 ar šķietamo lielumu 18,95.
Ko mēs redzam un kāda ir nozīme
HUDF attēlā bija identificētas aptuveni 10 000 galaktiku — dažādu formu, krāsu un spožuma. Daļa redzamo objektu ir tuvas zvaigznes, lielākā daļa — galaktikas, ieskaitot zemas masas, zvaigžņu veidošanās periodā esošas galaktikas un ļoti tālas, agrīna Visuma struktūras fragmentus. Tā kā gaisma no šīm galaktikām ceļo miljardiem gadu, mēs tās redzam tādas, kādas tās bija agrāk; HUDF ļāva “ieskatīties” Visumā, kad tas bija tikai dažu simtu miljonu gadu vecs — citos vārdos, mēs redzam daļas Visuma stāvokli pirms aptuveni 13 miljardiem gadu.
Zinātnieki izmanto HUDF datus, lai:
- identificētu augstas sarkano nobīdes (high-redshift) galaktikas, izmantojot Lyman-break un citas metodes;
- izpētītu galaktiku morfoloģiju un zvaigžņu veidošanās ātrumu dažādos kosmiskos laikos;
- pētītu vakuumu reionizāciju un agrīno stara veidošanos Visuma vēsturē;
- salīdzinātu novērojumus ar kosmoloģiskajiem modeļiem par galaktiku veidošanos un attīstību.
Turpmākie novērojumi un atjauninājumi
Pēc sākotnējā HUDF novērojumu kampaņas sekoja papildu dziļās fotometrijas programmas, izmantojot jaunākus instrumentus. Svarīgākie turpinājumi ir HUDF09 un HUDF12, kad ar Hubble WFC3/IR kameru tika iegūti vēl dziļāki infrasarkanie attēli, kas palīdzēja atrast vēl tālākas galaktikas (dažas ar redzamo sarkano nobīdi z > 7–10). Vēlāk izveidotais eXtreme Deep Field (XDF) apvienoja HUDF un citus datus, radot vēl dziļāku un daudzpusīgāku attēlu laukumu.
Tehniska pieejamība un datu izmantošana
HUDF dati ir publiski pieejami un plaši izmantoti gan profesionālu astronomu, gan izglītojošu projektu vajadzībām. Datus un apstrādātus attēlus var atrast Hubble datubāzēs un arhīvos, kur pieejami arī katalogi ar fotometrijas datiem, spektrālajām novērtēm un augstas sarkanās nobīdes kandidātu sarakstiem. Šie resursi ir kļuvuši par standartu, salīdzinot jaunus novērojumus un testējot teorijas par agrīno galaktiku evolūciju.
Kopsavilkums
Hubble Ultra Deep Field ir pārsteidzošs novērojumu sasniegums, kas atklāja simtiem tūkstošu kosmisku stāstu vienā nelielā debesu izgriezumā. Tas ir transformējis mūsu izpratni par to, kā veidojās un attīstījās galaktikas agrīnajā Visumā, un kalpo kā atspēriena punkts turpmākiem dziļiem novērojumiem ar Hubble un nākamās paaudzes teleskopiem.
ABYSS WFC3/IR Hubble Ultra Deep Field attēls (24. janvāris, 2019)
Šajā augstas izšķirtspējas attēlā no HUDF redzamas dažāda vecuma, lieluma, formas un krāsas galaktikas. Mazākās, sarkanākās galaktikas, aptuveni 100, ir vienas no tālākajām galaktikām, kuras ir attēlojis Hubble, un tās pastāvēja, kad Visums bija tikai 800 miljonus gadu vecs.
Hubeļa īpaši dziļā lauka novietojums nakts debesīs.
Vēlākās versijas
2012. gada 25. septembrī NASA publicēja pilnveidotu īpaši dziļā lauka versiju, ko nosauca par īpaši dziļo lauku (eXtreme Deep Field, XDF). XDF atklāj galaktikas, kas sniedzas 13,2 miljardus gadu senā pagātnē, atklājot galaktiku, par kuru tiek apgalvots, ka tā izveidojusies tikai 450 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena notikuma. 2014. gada 3. jūnijā NASA publicēja Hubble Ultra Deep Field attēlu, kas pirmo reizi sastāv no visa ultravioletā līdz infrasarkanā starojuma diapazona.
2019. gada 23. janvārī Instituto de Astrofísica de Canarias publicēja vēl dziļāku ar WFC3 instrumentu iegūto Hubble Ultra Deep Field infrasarkano staru attēlu versiju, ko nosauca par ABYSS Hubble Ultra Deep Field. Jaunajos attēlos ir uzlabota iepriekš veiktā WFC3/IR attēlu samazināšana, ieskaitot rūpīgu debess fona atņemšanu ap lielākajām galaktikām redzamības laukā. Pēc šī atjauninājuma tika konstatēts, ka dažas galaktikas ir gandrīz divreiz lielākas nekā iepriekš izmērītās.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Hubble Ultra Deep Field?
A: Hubble Ultra Deep Field jeb HUDF ir nelielas kosmosa daļas attēls Fornax zvaigznāja virzienā. Tas ir visattālākais Visuma attēls, kādu jebkad ir uzņēmuši cilvēki.
J: Cik ilgs laiks bija nepieciešams, lai uzņemtu šo attēlu?
A: Lai uzņemtu šo attēlu, bija vajadzīgi vairāk nekā trīs mēneši - no 2003. gada 24. septembra līdz 2004. gada 16. janvārim.
J: Cik vecs bija Visums, kad tika uzņemts šis attēls?
A: Kad tika uzņemts šis attēls, Visums bija aptuveni 800 miljonus gadu vecs.
Jautājums: Cik daudz galaktiku ir redzamas Hubble Ultra Deep Field attēlā?
A: HUDF ir aptuveni 10 000 galaktiku.
J: Kur atrodas debess laukums, kurā atrodas šīs galaktikas?
A: Debesu laukums, kurā atrodas šīs galaktikas, atrodas uz dienvidrietumiem no Oriona dienvidu puslodes Fornaksa zvaigznājā, 3h 32m 40,0s un deklinācijā -27° 47' 29" (J2000).
Jautājums: Cik liels ir šis debess laukums, salīdzinot ar 1 x 1 milimetrs kvadrātveida papīra gabaliņu, kas atrodas metra attālumā?
A: Šis plankums aizņem 36,7 kvadrātmetru loka minūtes, kas ir mazāk nekā 1 x 1 milimetrs (0,039 x 0,039 collas) kvadrātveida papīra gabaliņš, kuru tur 1 metra (3 pēdu 3 collu) attālumā, un tas ir aptuveni viena trīspadsmit miljonā daļa no kopējā debess laukuma.
Jautājums: Cik ilgs ekspozīcijas laiks bija nepieciešams ACS un NICMOS kamerām kopā?
A:Kopējais ekspozīcijas laiks, kas bija vajadzīgs ACS un NICMOS kamerām kopā, bija 11,3 dienas ACS kamerai un 4,5 dienas NICMOS kamerai.
Meklēt