Hubble eXtreme Deep Field (XDF): ultrasügavusväli ja varased galaktikad

Hubble eXtreme Deep Field (XDF) — ultrasügavusväli paljastab üle 13,2 miljardit aasta vanused varased galaktikad: 5500 galaktikat, ainulaadne pildivaade universumi algusaegadest.

Hubble eXtreme Deep Field (XDF) on Hubble'i ultrasügavusvälja keskel asuva väikese kosmoseosa kujutis. See asub Fornaxi tähtkuju suunas ja kujutab endast kõige sügavamat seni optilises ja lähi-infrapunas peegelduvatest lainetevahemike vaatlustest kokku monteeritud pilti.

XDF avaldati 25. septembril 2012. Pilt koondab umbes kümne aasta jooksul tehtud Hubble’i vaatlusi ja oli kokku pandud nii varem tehtud HUDF (Hubble Ultra Deep Field) andmetest kui ka hilisematest vaatlustest. Kokku oli pildil kasutatud andmete kumulatiivne valgustusaeg umbes kaks miljonit sekundit ehk ligikaudu 23 päeva pidevat eksponeerimist. Selle tulemusena nähtavad objektid on äärmiselt nõrgad: mõned galaktikad paistavad vaid ühes kümnemiljardikus (10⁻¹⁰) inimese silmale nähtavast valgusest.

Mis XDF-il on ja miks see oluline on

• Võimas sügavus: XDF näitab tuhandeid galaktikaid väga väikese taevaala kohta — hinnanguliselt üle 5 500 galaktika — ulatudes vaatlustes tagasi üle 13,2 miljardi aasta, st varajases universumis tekkinud struktuurideni.
• Varased galaktikad: pildilt leitavad galaktikad hõlmavad nii noori, väikseid protogalaktikaid kui ka juba arenenud suuremaid süsteeme. Paljud väiksemad galaktikad on tõenäoliselt hilisemate suured galaktikate, sh meie Linnutee, ehituskivideks läbi liitumiste ja kokkupõrgete.
• Mitme lainepikkuse andmed: XDF kombineerib optilisi ja lähi-infrapunaseid vaatlusi mitmest filtrist, mis võimaldab uurida galaktikate värve, tähtede moodustumist ja punanihetest tulenevaid omadusi.
• Teaduslik mõju: XDF andmed on olnud olulised varajase tähtede- ja galaktikateke uurimisel, kosmilise reionisatsiooni ajastu piiride määramisel ning galaktikate morfoloogia ja evolutsiooni statistilise analüüsi teostamisel.

Kuidas nii sügav pilt saavutati

XDF saavutus põhineb paljude üksikute kujutiste väga täpsel kombineerimisel (stakimisel), erinevatest filtritest pärinevate vaatlusandmete liitmisel ning hoolikal tausthäirete ja kosmiliste kiirte eemaldamisel. Peamised Hubble’i instrumendid, mis andmeid andsid, olid Advanced Camera for Surveys (ACS) optilises vahemikus ja Wide Field Camera 3 (WFC3) lähi-infrapunas. Pikad eksponeerimisajad ja andmete kombineerimine suurendavad signaali ja vähendavad müra, võimaldades avastada väga nõrku allikaid.

Piirangud ja edasised sammud

Kuigi XDF on olnud põhimõtteline verstapost, on oluline meeles pidada selle piirangut: kaadri katvus on väga väike, seega võib kosmiline varieeruvus (cosmic variance) mõjutada üldistusi universumi varajase perioodi kohta. Samuti on Hubble’i optilised ja lähi-infrapuna andmed piiratud võrreldes uuemate observatooriumide võimalustega. Alates 2021. aastast on kosmoseteleskoop James Webb (JWST) võimaldanud veel sügavamaid ja pikema lainepikkuse vaatlusi, mis avavad uued uksed vaadeldavate varajaste galaktikate ning nende koostise ja temperatuuride uurimisel.

XDF on jäänud oluliseks referentsiks nii teaduslikuks tööks kui ka avaliku huvi äratamiseks: selle muljetavaldavad pildid kujutavad varajase universumi mitmekesisust ja annavad visuaalse ülevaate sellest, kuidas väikestest, noortest galaktikatest kujunesid hiljem suuremad süsteemid, sealhulgas meie oma naabruses paiknevad galaktikad. Hubble eXtreme Deep Field lisab Hubble'i 2003. ja 2004. aasta vaatlusele veel 5500 galaktikat väga väikesesse ossa kõige kaugemast universumist, andes teadlastele väärtusliku andmestiku universumi varasemate etappide uurimiseks.

Küsimused ja vastused

Küsimus: Mis on Hubble'i ekstrasügavusväli?

K: Millal XDFi pilt avaldati?

K: Kui kaua võttis XDFi pildi loomine aega?

K: Kui pikk on XDF-kujutise ekspositsiooniaeg?

K: Kui vanad on mõned XDFi pildil kujutatud galaktikad?

K: Kui heledad on XDFi pildil olevad kõige vähem heledad galaktikad?

K: Millised galaktikad on XDFi pildil kujutatud?

Otsing