Дори след почти три десетилетия вярна служба, космическият телескоп Хъбъл продължава да работи и предоставя спиращи дъха изображения на Космоса. Като една от големите обсерватории на НАСА, нейните наблюдения на далечни галактики, екзопланети и разширяването на Вселената оказаха революционно влияние върху астрономията, астрофизиката и космологията.
Последният принос на Хъбъл идва под формата на мозаечно изображение на дълбоко небе, което е конструирано с помощта на наблюдения на стойност 16 години. Известна като „Наследственото поле на Хъбъл“, тази мозайка се описва като най-голямата и всеобхватна „книга с история“ на галактиките. Всичко казано, тя съдържа приблизително 265 000 галактики, които датират едва 500 милиона години след Големия взрив.
Близо 7500 индивидуални експозиции влязоха в създаването на наследственото поле на Хъбъл, предоставяйки широк портрет на далечната Вселена, който гледа назад към най-ранните видими времена. Правейки това, изображението показва как галактиките са се променили с течение на времето, нараствайки чрез сливания, за да се превърнат в гигантските галактики, които виждаме в сп. „Космос“. Това на практика означава, че 13,3 милиарда години космическа еволюция са били хронизирани в този един образ.
Това амбициозно начинание включва колективната работа на 31 програми на Хъбъл от различни екипи от астрономи. Той включва също наблюдения, направени от няколко проучвания на дълбоки полета на Хъбъл. Те включват Hubble Deep Field през 1995 г., Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) от 2003 г., Ultra Deep Field Hubble от 2004 г. и eXtreme Deep Field (XDF) от 2012 г., което е най-дълбокият изглед на Вселената до момента ,
Като Гарт Илингуърт, професор Emeritus в UCSC и ръководител на екипа, който сглоби
„Сега, когато сме отишли по-широко, отколкото в предишни проучвания, събираме много по-далечни галактики в най-големия такъв набор от данни, създаван някога. Никое изображение няма да надмине това, докато бъдещите космически телескопи като Джеймс Уеб не бъдат пуснати на пазара. "
В допълнение към показването на галактики във видимата светлина, обхватът на дължината на вълната се простира от ултравиолетовата до почти инфрачервената част на спектъра. Това е ключово за съвременната астрономия и космология, тъй като позволява да се покажат ключови характеристики на галактическото сглобяване. Добър пример е
„Такива изящни измервания с висока разделителна способност на многобройните галактики в този каталог позволяват широк кръг от екстрагалактично проучване“, казва водещата изследователка на каталога Катрин Уитакър от Университета на Кънектикът, в Storrs. "Често тези видове проучвания дават непредвидени открития, които са оказали най-голямо влияние върху нашето разбиране за развитието на галактиката."
Преди около век Едуин Хъбъл (за когото HST е кръстен) описаните галактики са „маркерите на космоса“. По онова време той наблюдаваше далечни галактики и отбелязва как светлината, идваща от по-голямата част от тях, се измества към червения край на спектъра - ака. „Червено изместен“, което е показател, че астрономическите обекти се отдалечават от нас.
Тези наблюдения потвърждават предсказанието, направено от Теорията на общата относителност на Айнщайн - че Вселената е или в състояние на разширение или свиване. Следващите проучвания използват галактики за измерване на скоростта на космическото разширение (известна като Константа на Хъбъл), което също предлага улики за основната физика на Космоса, кога са възникнали химическите елементи и как в крайна сметка са се появили нашата Слънчева система и животът.
Този по-широк изглед е особено полезен в това отношение, тъй като съдържа около 30 пъти повече галактики от предишните дълбоки полета. Наследственото поле разкри и няколко необичайни обекта, много от които са останки от сблъсъци и сливания, случили се по време на ранната Вселена - това, което се нарича галактически „останки от влак“.
Както можете да си представите, сглобяването на това изображение не беше лесна задача. Както обясни Дан Маджи от Калифорнийския университет в Санта Крус, ръководителят на екипа за обработка на данни обясни:
„Нашата цел беше да съберем всички 16 години експозиции в наследствено изображение. Преди това повечето от тези експозиции не са били комбинирани по последователен начин, който може да бъде използван от всеки изследовател. Астрономите могат да избират данните в наследственото поле, които искат, и да работят с тях незабавно, за разлика от това да се налага да извършват огромно количество данни, преди да извършват научен анализ. "
Въпреки че е най-детайлният и разширителен образ на галактиките, правени някога, това ново изображение е просто първото в поредица изображения на наследствено поле от Хъбъл. В момента екипът работи върху друг набор от изображения, които общо над 5 200 експозиции на Хъбъл, от друга зона на небето. Гледайки напред, астрономите се надяват да разширят многовълновия диапазон в наследените изображения, за да включат още повече данни за
Това ще включва IR с по-голяма дължина на вълната и високоенергийни рентгенови наблюдения от две други големи обсерватории на НАСА - Космически телескоп Спицер и рентгеновата обсерватория Чандра. Както членът на екипа Rychard Bouwens от университета в Leiden в Холандия заяви в съобщението на ESA:
„Един вълнуващ аспект на тези нови изображения е големият брой чувствителни цветни канали, които сега са достъпни за гледане на далечни галактики, особено в ултравиолетовата част на спектъра. С изображения на толкова много честоти можем да разсечем светлината от галактики в приноса на стари и млади звезди, както и активни галактически ядра. "
Междувременно не се очаква изображение на Вселената да надмине изображенията на наследственото поле на Хъбъл едно, докато не бъдат пуснати космически телескопи от ново поколение. Те включват Космически телескоп Джеймс Уеб (JWST) и Инфрачервен космически телескоп с широко поле (WFIRST), като и двата имат инструменти, които ще предлагат подобрена разделителна способност и чувствителност Хъбъл и по този начин да даде възможност за по-задълбочени проучвания.
Огромният брой галактики в изображението на Legacy Field също са основни цели за бъдещи телескопи. Както Илингърт каза в прессъобщение на HubbleSite:
„Съставихме тази мозайка като инструмент, който да бъде използван от нас и от други астрономи. Очакванията са, че това проучване ще доведе до още по-съгласувано, задълбочено и по-добро разбиране на развитието на Вселената през следващите години ... Това наистина ще постави основата на планирания от НАСА широколентов инфрачервен телескоп (WFIRST). Наследеното поле е пътепоказател за WFIRST, който ще заснеме изображение, което е 100 пъти по-голямо от типичната снимка на Хъбъл. Само за три седмици на наблюдения от WFIRST астрономите ще могат да съберат поле, което е много по-дълбоко и повече от два пъти по-голямо от наследственото поле на Хъбъл. "
В допълнение, възможностите на JWST за изображения в IR диапазона (които са извън границите на Хъбъл или Spitzer) ще позволи на астрономите да проучат много по-дълбоко в изображението на Legacy Field, за да разкрият повече за това как растат детските галактики. Изображението (заедно с отделните експозиции, които са го направили) е достъпно чрез Микулски архив за космически телескопи (MAST).
