Selv etter nesten tre tiår med trofast tjeneste fortsetter Hubble-romteleskopet å operere og gi fantastiske bilder av kosmos. Som en av NASAs store observatorier, har observasjonene av fjerne galakser, eksoplaneter og utvidelsen av universet hatt en revolusjonerende innvirkning på astronomi, astrofysikk og kosmologi.
Hubbles siste bidrag kommer i form av et mosaikkbilde med dyp himmel som ble konstruert med 16 års observasjoner. Denne mosaikken blir kjent som "Hubble Legacy Field" og blir beskrevet som den største og mest omfattende "historiebok" av galakser. Alt i alt inneholder den omtrent 265 000 galakser som dateres tilbake til bare 500 millioner år etter Big Bang.
Nesten 7 500 individuelle eksponeringer gikk inn i etableringen av Hubble Legacy Field, og ga et bredt portrett av det fjerne universet som ser tilbake til de tidligste synlige tider. Dermed viser bildet hvordan galakser har endret seg over tid, og vokst gjennom sammenslåinger til å bli de gigantiske galaksene vi ser i Space Magazine. Dette betyr effektivt at 13,3 milliarder år med kosmisk evolusjon er blitt kronisert i dette ene bildet.
Denne ambisiøse bestrebelsen omfatter det kollektive arbeidet med 31 Hubble-programmer fra forskjellige team av astronomer. Den inkorporerte også observasjoner tatt av flere Hubble-feltfeltundersøkelser. Disse inkluderer Hubble Deep Field i 1995, Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) fra 2003, Hubble Ultra Deep Field fra 2004, og eXtreme Deep Field (XDF) fra 2012, som er den dypeste utsikten over universet til dags dato. .
Som Garth Illingworth, professor emeritus ved UCSC og leder av teamet som satt sammen
Nå som vi har gått bredere enn i tidligere undersøkelser, høster vi mange fjernere galakser i det største slike datasett som noensinne er produsert. Ingen bilder vil overgå dette før fremtidige romteleskoper som James Webb er lansert. ”
I tillegg til å vise galakser i det synlige lyset, spenner bølgelengdeområdet fra den ultrafiolette til den nærinfrarøde delen av spekteret. Dette er nøkkelen i moderne astronomi og kosmologi, ved at den gjør det mulig å synliggjøre viktige funksjoner i galaksen. Et godt eksempel er
"Slike utsøkte høyoppløsningsmålinger av de mange galakser i denne katalogen muliggjør en lang rekke ekstragalaktiske studier," sa katalogforsker Katherine Whitaker ved University of Connecticut, i Storrs. "Ofte har denne typen undersøkelser gitt uventede funn som har hatt størst innvirkning på vår forståelse av galakseutviklingen."
For omtrent et århundre siden beskrev Edwin Hubble (som HST er kalt for) galakser som "verdensmarkører". På den tiden observerte han fjerne galakser og bemerket hvordan lys fra de fleste av dem ble forskjøvet mot den røde enden av spekteret - aka. “Rødskiftet”, noe som er en indikasjon på at astronomiske objekter beveger seg bort fra oss.
Disse observasjonene bekreftet en prediksjon gjort av Einsteins teori om generell relativitet - at universet enten var i en tilstand av ekspansjon eller sammentrekning. Etterfølgende undersøkelser har brukt galakser for å måle frekvensen av kosmisk ekspansjon (kjent som Hubble Constant), som også har gitt ledetråder om den underliggende fysikken i kosmos, når kjemiske elementer oppsto, og hvordan vårt solsystem og liv til slutt dukket opp.
Dette bredere utsikten er spesielt nyttig i så måte, siden den inneholder omtrent 30 ganger så mange galakser som de tidligere dype feltene. Legacy Field har også avslørt flere uvanlige gjenstander, hvorav mange er restene av kollisjoner og fusjoner som fant sted under det tidlige universet - det som omtales som galaktiske "togvrak".
Som du kan forestille deg, var det ingen enkel oppgave å sette sammen dette bildet. Som Dan Magee, fra University of California, Santa Cruz, teamets databehandlingsleder, forklarte:
”Målet vårt var å samle alle 16 års eksponeringer til et arvebilde. Tidligere hadde de fleste av disse eksponeringene ikke blitt satt sammen på en konsistent måte som kan brukes av noen forsker. Astronomer kan velge dataene i Legacy Field de ønsker og jobbe med dem umiddelbart, i motsetning til å måtte utføre en enorm mengde datareduksjon før de gjennomfører vitenskapelig analyse. "
Til tross for at det er det mest detaljerte og ekspansive bildet av galakser som noen gang er tatt, er dette nye bildet bare det første i en serie Hubble Legacy Field-bilder. Teamet jobber for tiden med et annet sett med bilder, som totalt mer enn 5.200 Hubble-eksponeringer, fra et annet himmelområde. Når vi ser fremover, håper astronomer å utvide multibølgelengdeområdet i arvebildene til å inkludere enda mer data om
Dette vil omfatte lengre bølgelengde IR og høyenergi-røntgenobservasjoner fra to andre NASA Great Observatories - the Spitzer romteleskop og røntgenobservatoriet Chandra. Som teammedlem sa Rychard Bouwens ved Leiden University i Nederland i ESAs pressemelding:
"Et spennende aspekt ved disse nye bildene er det store antall sensitive fargekanaler som nå er tilgjengelige for å se fjerne galakser, spesielt i den ultrafiolette delen av spekteret. Med bilder på så mange frekvenser, kan vi dissekere lyset fra galakser til bidragene fra gamle og unge stjerner, så vel som aktive galaktiske kjerner. ”
I mellomtiden er det ikke forventet at noe bilde av universet vil overgå Hubble Legacy Field-bildene ett før neste generasjon romteleskoper er lansert. Disse inkluderer James Webb romteleskop (JWST) og Infrarødt romteleskop med bred felt (WFIRST), som begge har instrumenter som vil gi bedre oppløsning og følsomhet over Hubble og dermed muliggjøre mer dyptgående undersøkelser.
Det store antallet galakser i Legacy Field-bildet er også hovedmål for fremtidige teleskoper. Som Illingworth sa i en pressemelding fra HubbleSite:
"Vi har satt sammen denne mosaikken som et verktøy som skal brukes av oss og av andre astronomer. Forventningen er at denne undersøkelsen vil føre til en enda mer sammenhengende, dyptgående og større forståelse av universets utvikling de kommende årene ... Dette vil virkelig sette scenen for NASAs planlagte Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST). Legacy Field er en stifinner for WFIRST, som vil fange et bilde som er 100 ganger større enn et typisk Hubble-bilde. I løpet av bare tre ukers observasjoner fra WFIRST vil astronomer kunne sette sammen et felt som er mye dypere og mer enn dobbelt så stort som Hubble Legacy-feltet. "
I tillegg har JWSTs bildebehandlingsmuligheter i IR-båndet (som er utenfor grensene for Hubble eller Spitzer) vil tillate astronomer å undersøke mye dypere i Legacy Field-bildet for å avsløre mer om hvordan spedbarnsgalakser vokste. Bildet (sammen med de individuelle eksponeringene som ble gjort for å lage det) er tilgjengelig gjennom Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST).
