Aj po takmer troch desaťročiach vernej služby Hubbleov vesmírny teleskop naďalej funguje a poskytuje úchvatné snímky vesmíru. Ako jedna z veľkých observatórií NASA, jej pozorovania vzdialených galaxií, exoplanet a expanzia vesmíru mali revolučný vplyv na astronómiu, astrofyziku a kozmológiu.
Hubbleov posledný príspevok prichádza vo forme mozaiky hlbokých nebies, ktorá bola vytvorená na základe pozorovaní za 16 rokov. Táto mozaika, známa ako „Hubbleovské staré pole“, je popisovaná ako najväčšia a najkomplexnejšia „historická kniha“ galaxií. Všetci povedali, obsahuje približne 265 000 galaxií, ktoré siahajú až do 500 miliónov rokov po Veľkom tresku.
Takmer 7 500 samostatných expozícií sa venovalo vytvoreniu Hubbleovho dedičného poľa, čo poskytlo široký portrét vzdialeného vesmíru, ktorý sa pozerá späť do najskorších viditeľných období. Obrázok tak ukazuje, ako sa galaxie v priebehu času menili. Rastie zlúčením a stávajú sa obrovskými galaxiami, ktoré vidíme v časopise Space Magazine. To efektívne znamená, že na tomto jednom obraze bolo zaznamenaných 13,3 miliárd rokov kozmického vývoja.
Toto ambiciózne úsilie zahŕňa kolektívnu prácu 31 Hubbleových programov rôznymi tímami astronómov. Zahŕňal tiež pozorovania uskutočnené v niekoľkých prieskumoch hlbinných prieskumov HST. Medzi ne patrí Hubble Deep Field v roku 1995, Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) z roku 2003, Hubble Ultra Deep Field 2004 a eXtreme Deep Field (XDF) z roku 2012, čo je doteraz najhlbší pohľad na vesmír. ,
Ako Garth Illingworth, profesor Emeritus na UCSC a vedúci tímu, ktorý zostavil
„Teraz, keď sme prešli širšie ako v predchádzajúcich prieskumoch, zbierame oveľa vzdialenejšie galaxie v najväčšom takomto súbore údajov, aký bol kedy vyrobený. Až do uvedenia budúcich vesmírnych teleskopov, ako je James Webb, tento obraz neprekoná. “
Okrem zobrazovania galaxií vo viditeľnom svetle sa rozsah vlnových dĺžok rozkladá od ultrafialového žiarenia až po takmer infračervenú časť spektra. Toto je kľúčom k modernej astronómii a kozmológii, pretože umožňuje objasniť kľúčové vlastnosti zostavy galaxie. Dobrým príkladom je
„Takéto vynikajúce merania mnohých galaxií vo vysokom rozlíšení v tomto katalógu umožňujú široký rozsah extragalaktických štúdií,“ uviedla vedecká vedkyňa katalógu Katherine Whitaker z University of Connecticut v Storrs. „Tieto prieskumy často priniesli neočakávané objavy, ktoré mali najväčší vplyv na naše pochopenie evolúcie galaxií.“
Asi pred sto rokmi opísali galaxie Edwin Hubble (pre ktorého je názov HST) „markérmi vesmíru“. V tom čase pozoroval vzdialené galaxie a všimol si, ako sa svetlo prichádzajúce z väčšiny z nich posunulo na červený koniec spektra - aka. „Redshifted“, čo naznačuje, že astronomické objekty sa od nás vzdialia.
Tieto pozorovania potvrdili predpoveď Einsteinovej teórie všeobecnej relativity - že vesmír bol v stave expanzie alebo kontrakcie. Následné prieskumy použili galaxie na meranie rýchlosti kozmickej expanzie (známej ako Hubbleov konštant), ktorá tiež ponúka stopy, pokiaľ ide o základnú fyziku vesmíru, keď vznikli chemické prvky, a ako sa nakoniec objavila naša slnečná sústava a život.
Tento širší pohľad je v tomto ohľade obzvlášť užitočný, pretože obsahuje asi 30-krát viac galaxií ako predchádzajúce hlboké polia. Legacy Field taktiež odhalil niekoľko neobvyklých objektov, z ktorých mnohé sú pozostatky zrážok a zlúčení, ku ktorým došlo v ranom vesmíre - čo sa označuje ako galaktické „vraky vlakov“.
Ako si viete predstaviť, zostavenie tohto obrázka nebolo ľahkou úlohou. Ako Dan Magee z kalifornskej univerzity v Santa Cruz, vedúci tímu v oblasti spracovania údajov, vysvetlil:
„Naším cieľom bolo zhromaždiť všetkých 16 rokov expozícií do pôvodného obrazu. Doteraz nebola väčšina týchto expozícií zostavená konzistentným spôsobom, ktorý by mohol použiť ktorýkoľvek výskumný pracovník. Astronómovia si môžu vybrať údaje v starom poli, ktoré chcú, a okamžite s nimi pracovať, na rozdiel od toho, aby pred vykonaním vedeckej analýzy museli vykonať obrovské množstvo údajov. “
Napriek tomu, že ide o najpodrobnejší a najrozsiahlejší obraz galaxií, aký bol kedy zachytený, tento nový obrázok je iba prvým z radu snímok Hubble Legacy Field. Tím momentálne pracuje na inej sérii snímok, z ktorých je viac ako 5 200 Hubbleových expozícií, z inej oblasti oblohy. Pri pohľade do budúcnosti astronómovia dúfajú, že v starších obrázkoch rozšíria rozsah viacerých vlnových dĺžok o ďalšie údaje
Toto bude zahŕňať IR s dlhými vlnovými dĺžkami a vysoko energetické röntgenové pozorovania od dvoch ďalších veľkých observatórií NASA - Vesmírny ďalekohľad Spitzer a röntgenové observatórium Chandra. Ako uviedol člen tímu Rychard Bouwens z Leidenskej univerzity v Holandsku v tlačovej správe ESA:
„Jedným z vzrušujúcich aspektov týchto nových obrazov je veľké množstvo citlivých farebných kanálov, ktoré sú teraz k dispozícii na prezeranie vzdialených galaxií, najmä v ultrafialovej časti spektra. S obrazmi na toľkých frekvenciách môžeme rozrezať svetlo z galaxií na príspevky od starých a mladých hviezd, ako aj od aktívnych galaktických jadier. ““
Medzitým sa neočakáva, že žiadny obraz vesmíru neprekoná snímky Hubbleovho Legacy Field, kým sa nezačnú vesmírne teleskopy novej generácie. Medzi ne patrí James Webb Space Telescope (JWST) a Širokouhlý infračervený vesmírny teleskop (WFIRST), ktoré majú nástroje, ktoré ponúkajú lepšie rozlíšenie a citlivosť Hubble a tým umožňujú podrobnejšie prieskumy.
Obrovský počet galaxií v obraze Legacy Field je tiež hlavným cieľom budúcich teleskopov. Ako povedal Illingworth v tlačovej správe HubbleSite:
„Zostavili sme túto mozaiku ako nástroj, ktorý používame my a iní astronómovia. Očakáva sa, že tento prieskum povedie k ešte koherentnejšiemu, dôkladnejšiemu a väčšiemu porozumeniu vývoja vesmíru v nasledujúcich rokoch ... Toto skutočne vytvorí pôdu pre plánovaný rozsiahly infračervený prieskumný ďalekohľad NASA (WFIRST). Pole Legacy je hľadáčikom pre WFIRST, ktorý zachytí obrázok, ktorý je 100-krát väčší ako typická fotografia Hubbleovho teleskopu. Za pouhé tri týždne pozorovania WFIRST budú môcť astronómovia zostaviť pole, ktoré je omnoho hlbšie a viac ako dvakrát väčšie ako Hubbleovo staré pole. “
Okrem toho zobrazovacie schopnosti JWST v infračervenom pásme (ktoré sú za hranicami Hubble alebo Spitzer) umožní astronómom snímať oveľa hlbšie do obrazu Legacy Field a odhaliť viac o tom, ako detské galaxie rástli. Obrázok (spolu s jednotlivými expozíciami, ktoré ho viedli k jeho vytvoreniu) je k dispozícii prostredníctvom Mikulského archívu pre vesmírne teleskopy (MAST).
