Хаббл Сверхглубокое поле зрения
( Сверхглубокое поле Хаббла HUDF ) — это глубокое изображение небольшой области космоса в созвездии Печи , содержащей около 10 000 галактик . Исходные данные для изображения были собраны космическим телескопом Хаббла с сентября 2003 года по январь 2004 года, а первая версия изображения была опубликована 9 марта 2004 года. [1] Он включает в себя свет галактик, существовавших около 13 миллиардов лет назад, примерно через 400–800 миллионов лет после Большого взрыва.
Изображение HUDF было получено на участке неба с низкой плотностью ярких звезд в ближнем поле, что позволяет гораздо лучше рассмотреть более тусклые и удаленные объекты. расположенное к юго-западу от Ориона в созвездии Печи Прямоугольное изображение, южного полушария, находится на расстоянии 2,4 угловых минуты от края. [2] или 3,4 угловых минуты по диагонали. Это примерно одна десятая углового диаметра полной Луны, наблюдаемой с Земли (менее 34 угловых минут). [3] меньше 1 мм 2 лист бумаги, расположенный на расстоянии 1 метр, и равный примерно одной двадцатишестимиллионной общей площади неба. Изображение ориентировано так, чтобы верхний левый угол был направлен на север (-46,4°) небесной сферы .
В августе и сентябре 2009 года поле HUDF наблюдалось на более длинных волнах (от 1,0 до 1,6 мкм) с использованием инфракрасного канала недавно установленной широкоугольной камеры 3 (WFC3). Эти дополнительные данные позволили астрономам идентифицировать новый список потенциально очень далеких галактик. [4] [5]
25 сентября 2012 года НАСА выпустило новую версию сверхглубокого поля, получившую название eXtreme Deep Field ( XDF ). XDF показывает галактики, существовавшие 13,2 миллиарда лет назад, в том числе одну, которая, как считается, образовалась всего через 450 миллионов лет после Большого взрыва. [6]
3 июня 2014 года НАСА опубликовало изображение Hubble Ultra Deep Field 2014, первое изображение HUDF, в котором используется полный диапазон ультрафиолетового и ближнего инфракрасного света. [7] На снимке, составленном из отдельных снимков, сделанных в 2002–2012 годах с помощью усовершенствованной камеры для обзоров Хаббла и широкоугольной камеры 3, показано около 10 000 галактик. [8]
23 января 2019 года Канарский институт астрофизики выпустил еще более глубокую версию. [9] инфракрасных изображений Hubble Ultra Deep Field, полученных с помощью инструмента WFC3, получившего название ABYSS Hubble Ultra Deep Field . Новые изображения улучшают предыдущее сокращение изображений WFC3/IR, включая тщательное вычитание фона неба вокруг крупнейших галактик в поле зрения. После этого обновления выяснилось, что некоторые галактики почти в два раза больше, чем измерялось ранее. [10] [11]
Планирование [ править ]
За годы, прошедшие с тех пор, как были проанализированы оригинальные снимки Hubble Deep Field , Hubble Deep Field South и выборка GOODS , они получили увеличенную статистику по высоким красным смещениям , исследованным HDF. Когда на HST был установлен детектор Advanced Camera for Surveys (ACS), стало понятно, что сверхглубокое поле зрения может наблюдать формирование галактик даже с более высокими красными смещениями, чем наблюдалось в настоящее время, а также предоставлять больше информации о формировании галактик на промежуточные красные смещения (z~2). [12] был проведен семинар о том, как лучше всего проводить исследования с помощью ACS. В конце 2002 года в STScI На семинаре Массимо Стиавелли пропагандировал сверхглубокое поле как способ изучения объектов, ответственных за реионизацию Вселенной. [13] После семинара директор STScI Стивен Беквит решил посвятить UDF 400 витков по усмотрению директора и назначил Стиавелли руководителем домашней группы, осуществляющей наблюдения.
В отличие от Deep Fields, HUDF не находится в зоне непрерывного наблюдения Хаббла (CVZ). Более ранние наблюдения с использованием камеры Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) позволили воспользоваться увеличенным временем наблюдения в этих зонах за счет использования длин волн с более высоким уровнем шума для наблюдения в моменты, когда земной свет загрязнял наблюдения; однако ACS не ведет наблюдения на этих длинах волн, поэтому преимущество было уменьшено. [12]
Как и в случае с предыдущими полями, это должно было содержать очень мало выбросов нашей галактики и небольшое количество зодиакальной пыли . Поле также должно было находиться в таком диапазоне склонений , чтобы его можно было наблюдать как с помощью приборов южного полушария, таких как Большая миллиметровая решётка Атакамы , так и приборов северного полушария, например, расположенных на Гавайях . В конечном итоге было решено наблюдать часть южной части Чандры Deep Field из-за существующих глубоких рентгеновских наблюдений рентгеновской обсерватории Чандра и двух интересных объектов, уже наблюдавшихся в выборке GOODS в том же месте: галактики с красным смещением 5,8 и галактики с красным смещением 5,8. сверхновая. Координаты поля по прямому восхождению 3. час 32 м 39.0 с , склонение −27° 47′ 29,1″ ( J2000 ). Поле имеет длину стороны 200 угловых секунд, общую площадь 11 квадратных угловых минут. [12] и находится в созвездии Печи. [1]
Наблюдения [ править ]
В ACS использовались четыре фильтра с центрами 435, 606, 775 и 850 нм, при этом время экспозиции было установлено так, чтобы обеспечить одинаковую чувствительность всех фильтров. Эти диапазоны длин волн соответствуют диапазонам, используемым в образце GOODS, что позволяет проводить прямое сравнение между ними. Как и в случае с Deep Fields, HUDF использовал свободное время директоров. Чтобы получить максимально возможное разрешение, наблюдения были размыты путем наведения телескопа в несколько разные положения для каждой экспозиции (процесс, опробованный с помощью Hubble Deep Field ), так что окончательное изображение имело более высокое разрешение, чем пиксели сами по себе. обычно разрешают. [12]
Наблюдения проводились в два сеанса: с 23 сентября по 28 октября 2003 г. и с 4 декабря 2003 г. по 15 января 2004 г. Общее время экспозиции составляет чуть менее 1 миллиона секунд, с 400 витков, с типичным временем экспозиции 1200 секунд. [12] Всего за 11,3 дня было сделано 800 снимков АКС, по два на виток; NICMOS наблюдали в течение 4,5 дней. Все отдельные снимки ACS были обработаны и объединены Антоном Кукемоером в набор научно полезных изображений, общее время экспозиции каждого из которых составляло от 134 900 до 347 100 секунд. Чтобы наблюдать за всем небом с одинаковой чувствительностью, HST потребуется вести непрерывные наблюдения в течение миллиона лет. [1]
| Камера | Фильтр | Длина волны | Общее время воздействия | Воздействия |
|---|---|---|---|---|
| СКУД | F435W | 435 нм | 134 880 с (56 витков) | 112 |
| СКУД | F606W | 606 нм | 135 320 с (56 витков) | 112 |
| СКУД | F775W | 775 нм | 347 110 с (144 витка) | 288 |
| СКУД | F850LP | 850 нм | 346 620 с (144 витка) | 288 |
Чувствительность ACS ограничивает его способность обнаруживать галактики с высоким красным смещением примерно до 6. Глубокие поля NICMOS, полученные параллельно с изображениями ACS, в принципе можно было использовать для обнаружения галактик с красным смещением 7 или выше, но у них не было изображений видимых полос аналогичная глубина. Это необходимо для идентификации объектов с высоким красным смещением, поскольку они не должны быть видны в видимых диапазонах. Чтобы получить глубокие видимые снимки поверх параллельных полей NICMOS, была одобрена последующая программа HUDF05, в рамках которой было предоставлено 204 витка для наблюдения за двумя параллельными полями (GO-10632). [14] Ориентация HST была выбрана так, чтобы дальнейшие параллельные изображения NICMOS попадали поверх основного поля UDF.
После установки WFC3 на Хаббл в 2009 году программа HUDF09 (GO-11563) посвятила 192 витка наблюдениям трех полей, включая HUDF, с использованием недавно доступных инфракрасных фильтров F105W, F125W и F160W (которые соответствуют Y, J и H Полосы ): [5] [15]
| Камера | Фильтр | Длина волны | Время контакта |
|---|---|---|---|
| WFC3 | F105W | 1050 нм ± 150 | 16 витков, 14 полезных |
| WFC3 | F125W | 1250 нм ± 150 | 16 витков |
| WFC3 | F160W | 1600 нм ± 150 | 28 витков |
Содержание [ править ]
HUDF — это самое глубокое из когда-либо полученных изображений Вселенной , которое использовалось для поиска галактик, существовавших между 400 и 800 миллионами лет после Большого взрыва (красное смещение от 7 до 12). [1] [ устаревший источник ] несколько галактик в HUDF являются кандидатами На основании фотометрических красных смещений на звание самых далеких астрономических объектов . Красный карлик UDF 2457, расположенный на расстоянии 59 000 световых лет, является самой дальней звездой, обнаруженной HUDF. [16] видимой величиной Рядом с центром поля находится звезда USNO-A2.0 0600–01400432 с 18,95 . [17] [ нужен лучший источник ]
Поле, полученное ACS, содержит более 10 000 объектов, большинство из которых являются галактиками, многие из которых имеют красное смещение более 3, а некоторые, вероятно, имеют красное смещение от 6 до 7. [12] Измерения NICMOS , возможно, обнаружили галактики с красным смещением до 12. [1]
Научные результаты
HUDF выявил высокие темпы звездообразования на самых ранних стадиях формирования галактик , в течение миллиарда лет после Большого взрыва. [12] Это также позволило улучшить характеристики распределения галактик, их количества, размеров и светимости в разные эпохи, что способствовало исследованию эволюции галактик. [12] Было подтверждено, что галактики с высокими красными смещениями меньше и менее симметричны, чем галактики с более низкими красными смещениями, что иллюстрирует быструю эволюцию галактик в первые пару миллиардов лет после Большого взрыва. [12]
Хаббл в экстремально глубоком поле [ править ]
Hubble eXtreme Deep Field (HXDF), выпущенный 25 сентября 2012 года, представляет собой изображение части космоса в центре изображения Hubble Ultra Deep Field. Представленное в общей сложности два миллиона секунд (около 23 дней) времени экспозиции, собранное за 10 лет, изображение покрывает область размером 2,3 угловых минуты на 2 угловые минуты. [18] или около 80% площади ХУДФ. Это составляет примерно одну тридцать две миллионную часть неба.
HXDF содержит около 5500 галактик, самые старые из которых видны такими, какими они были 13,2 миллиарда лет назад. Яркость самых тусклых галактик составляет одну десятимиллиардную яркость того, что может видеть человеческий глаз. Красные галактики на изображении — это остатки галактик после крупных столкновений в старости. Многие из меньших галактик на изображении — очень молодые галактики, которые в конечном итоге превратились в крупные галактики, подобные Млечному Пути и другим галактикам в наших галактических окрестностях. [6]
Размер XDF по сравнению с размером Луны
На изображении HXDF показаны зрелые галактики на переднем плане, почти зрелые галактики от 5 до 9 миллиардов лет назад и протогалактики старше 9 миллиардов лет.- Видео (02:42) о том, как было сделано изображение Hubble eXtreme Deep Field.
См. также [ править ]
- Список глубоких полей
- Список объектов UDF (1–500)
- ХУДФ-JD2
- УДФ 2457 (звезда)
- UDFj-39546284
- UDFy-38135539
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и «Самый глубокий вид Вселенной, сделанный Хабблом, открывает самые ранние галактики» (пресс-релиз). НАСА . 9 марта 2004 года . Проверено 9 марта 2024 г.
- ^ «HubbleSite: Категории — новости» . сайт хабблсайт.org . Архивировано из оригинала 11 ноября 2016 г. Проверено 26 февраля 2014 г.
- ^ «Лунная иллюзия» . homepages.wmich.edu . Архивировано из оригинала 9 мая 2017 г. Проверено 26 февраля 2014 г.
- ^ «HubbleSite: Новости - Самый глубокий взгляд на Вселенную, сделанный Хабблом, открывает невиданные ранее галактики» . сайт хабблсайт.org .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Боуэнс, Р.Дж. ; Иллингворт, Джорджия; Ош, Пенсильвания; Стиавелли, М.; ван Доккум, П.; Тренти, М.; Маги, Д.; Лаббе, И.; Франкс, М.; Каролло, М .; Гонсалес, В. (2009). «Открытие z~8 галактик в HUDF по данным сверхглубоких наблюдений WFC3/IR». Астрофизический журнал . 709 (2): Л133–Л137. arXiv : 0909.1803 . Бибкод : 2010ApJ...709L.133B . дои : 10.1088/2041-8205/709/2/L133 . S2CID 118083736 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Хаббл идет на крайние меры, чтобы получить самое дальнее в истории изображение Вселенной» . НАСА. 25 сентября 2012 года . Проверено 26 сентября 2012 г.
- ^ «ПРЕСС-РЕЛИЗ МАК — Делаем самые глубокие изображения Хаббла еще глубже» . Канарский институт астрофизики . 24 января 2019 г.
- ^ «Сверхглубокое поле Хаббла 2014» . Сайт Хаббла.org . Проверено 25 января 2022 г.
- ^ «Институт астрофизики Канарских островов - IAC - Образовательная деятельность» . www.iac.es. 24 января 2019 года . Проверено 5 февраля 2019 г.
- ^ Мартинес-Ломбилья, Кристина; Ахлаги, Мохаммед; Кардиэль, Николас; Дорта, Энтони; Себриан, Мэри; Гомес-Пеббл, Чарльз; Альмагро, Родриго Такуро; Люстры-стрит, Александр; Инфанте-Сайнс, Рауль (1 января 2019 г.). «Пропавший свет сверхглубокого поля зрения Хаббла» . Астрономия и астрофизика 621 : А1 arXiv : 1810.10298 . Бибкод : 2019A&A...621A.133B . дои : 10.1051/0004-6361/201834312 . ISSN 0004-6361 . S2CID 119232262 .
- ^ Борлафф, Александр; Трухильо, Игнатий; Роман, Хавьер; Бекман, Джон Э.; Элиш-Мораль, М. Кармен; Инфанте-Сайнс, Рауль; Люстры, Александр; из Альмагро — Родриго Такуро Сато Мартин; Гомес-Пеббл, Карлос (январь 2019 г.). «Пропавший свет сверхглубокого поля зрения Хаббла» Астрономия и астрофизика 621 : А1 arXiv : 1810.10298 . Бибкод : 2019A&A...621A.133B . дои : 10.1051/0004-6361/201834312 . ISSN 0004-6361 . S2CID 119232262 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Беквит, СВ; и др. (2006). «Сверхглубокое поле зрения Хаббла». Астрономический журнал . 132 (5): 1729–1755. arXiv : astro-ph/0607632 . Бибкод : 2006AJ....132.1729B . дои : 10.1086/507302 . S2CID 119504137 .
- ^ М. Стиавелли; СМ Падение; Н. Панагия (2004). «Наблюдаемые свойства источников космологической реионизации». Астрофизический журнал . 600 (2): 508–519. arXiv : astro-ph/0309835 . Бибкод : 2004ApJ...600..508S . дои : 10.1086/380110 . S2CID 1176087 .
- ^ «Информация о программе 10632» .
- ^ «Информация о программе 11563» .
- ^ Малхотра, Сангита. «Насколько может видеть Хаббл» (PDF) . Университет штата Аризона . Проверено 28 октября 2010 г.
- ^ «Выделить центр HUDF на 3 32 39,0 -27 47 29,1» . Викиски . Проверено 28 октября 2010 г.
- ^ «Хаббл идет на крайние меры, чтобы получить самое дальнее из когда-либо виденных изображений Вселенной» . 25 сентября 2012. Архивировано из оригинала 6 октября 2013 года . Проверено 26 февраля 2014 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Сайт НАСА с анимацией
- Исследование формирования галактик в ранней Вселенной . Как первые галактики так быстро стали такими большими?
- Масштабируемая интерактивная пользовательская функция с нанесением на карту 10 000 галактик. Wikisky.org
- Страница сайта Hubble с изображением XDF
- Проект XDF от обсерватории UCO/Lick
- Сверхглубокое поле зрения Хаббла в свете и звуке на Астрономической картинки дня
- ABYSS Hubble Сверхглубокое поле зрения
| Текущие инструменты |   | |
|---|---|---|
| Предыдущие инструменты |
| |
| космического корабля "Шаттл" Миссии | ||
| Специальные поля и изображения |
| |
| Связанный |
| |
