Jopa lähes kolmen vuosikymmenen ajan kestäneen uskollisen palvelun jälkeen Hubble-avaruusteleskooppi toimii edelleen ja tarjoaa henkeäsalpaavia kuvia kosmosta. Yhtenä NASA: n suurista observatorioista sen havainnot etäisistä galakseista, eksoplaneetoista ja maailmankaikkeuden laajenemisesta ovat vaikuttaneet vallankumouksellisesti tähtitieteen, astrofysiikan ja kosmologian alueisiin.
Hubblen viimeisin työ on syvän taivaan mosaiikkikuvan muodossa, joka on rakennettu käyttämällä 16 vuoden mittaisia havaintoja. Tätä mosaiikkia, joka tunnetaan nimellä “Hubble Legacy Field”, kuvataan galaksien suurimpana ja kattavimpana “historiakirjana”. Kaiken kaikkiaan se sisältää noin 265 000 galaksia, jotka juontavat juurensa vain 500 miljoonaa vuotta Ison räjähdyksen jälkeen.
Lähes 7500 yksittäistä valotusta meni Hubble Legacy -kentän luomiseen. Tarjolla oli laaja muotokuva kaukaisesta maailmankaikkeudesta, joka näyttää taaksepäin varhaisimmista näkyvistä ajoista. Näin toimiessaan kuvasta nähdään, kuinka galaksit ovat muuttuneet ajan myötä, kasvaessaan sulautumien kautta, jotta niistä tulee jättiläisiä galakseja, joita näemme Space Magazine -lehdessä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että 13,3 miljardia vuotta kosmista evoluutiota on kroonistettu tässä kuvassa.
Tämä kunnianhimoinen pyrkimys sisältää 31 Hubble-ohjelman kollektiivista työtä, jonka ovat suorittaneet eri tähtitieteilijäryhmät. Se sisälsi myös useiden Hubble-kenttätutkimusten havainnot. Niihin kuuluvat Hubble-syväkenttä vuonna 1995, Great Observatories Origins -syväselvitys (TAVARAT), Hubble Ultra Deep Field (2004) ja eXtreme Deep Field (XDF) (2012), joka on tähän mennessä maailmankaikkeuden syvin kuva. .
Kuten Garth Illingworth, UCSC: n emeritusprofessori ja
”Nyt kun olemme menneet laajemmalle kuin aikaisemmissa tutkimuksissa, korjaamme paljon kaukaisempia galakseja kaikkien aikojen suurimpaan tällaiseen tietojoukkoon. Yksikään kuva ei ylitä tätä, ennen kuin James Webbin kaltaiset avaruusteleskoopit tulevat markkinoille. "
Sen lisäksi, että galakseja näytetään näkyvässä valossa, aallonpituusalue ulottuu ultravioletista spektrin lähellä olevaan infrapunaosaan. Tämä on avain nykyaikaisessa tähtitiedessä ja kosmologiassa, koska se mahdollistaa galaksien kokoonpanon keskeisten piirteiden paljastumisen. Hyvä esimerkki on
"Tämän luettelon lukuisten galaksien hienot korkearesoluutioiset mittaukset mahdollistavat laajan laajuisen tutkimuksen", sanoi luettelon johtava tutkija Katherine Whitaker Connecticutin yliopistosta Storrsissa. "Usein tällaiset tutkimukset ovat tuottaneet odottamattomia löytöjä, joilla on ollut suurin vaikutus ymmärrykseemme galaksien evoluutiosta."
Noin vuosisata sitten Edwin Hubblen (jolle HST on nimeltään) kuvailemat galaksit ovat ”avaruusmarkereita”. Tuolloin hän tarkkaili kaukaisia galakseja ja huomautti, kuinka suurimman osan niistä tuleva valo siirtyi kohti spektrin punaista päätä - aka. ”Punasiirtynyt”, mikä on osoitus siitä, että tähtitieteelliset esineet ovat siirtymässä meistä.
Nämä havainnot vahvistivat Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teoriaa tekemän ennusteen, että maailmankaikkeus oli joko laajentumisen tai supistumisen tilassa. Myöhemmissä tutkimuksissa on käytetty galakseja mittaamaan kosmisen laajentumisnopeutta (tunnetaan Hubble-vakiona), joka on myös tarjonnut vihjeitä kosmoksen taustalla olevasta fysiikasta, kun kemialliset elementit ovat lähtöisin ja miten aurinkokunta ja elämä lopulta ilmestyivät.
Tämä laajempi näkymä on erityisen hyödyllinen tässä suhteessa, koska se sisältää noin 30 kertaa enemmän galakseja kuin edelliset syvät kentät. Legacy-kenttä on paljastanut myös useita epätavallisia esineitä, joista monet ovat varhaisen maailmankaikkeuden aikana tapahtuneiden törmäysten ja fuusioiden jäänteitä - joita kutsutaan galaktisiksi ”juna-hylyiksi”.
Kuten voitte kuvitella, kuvan kokoaminen ei ollut helppoa. Kuten Dan Magee Kalifornian yliopistosta, Santa Cruzista, ryhmän tietojenkäsittelyjohto selitti:
”Tavoitteenamme oli koota kaikki 16 vuoden valotukset perintökuvaksi. Aikaisemmin suurinta osaa näistä valotuksista ei ollut koottu johdonmukaisella tavalla, jota kukin tutkija voi käyttää. Tähtitieteilijät voivat valita haluamansa perintökentän tiedot ja työskennellä sen kanssa heti, toisin kuin sen, että joudutaan suorittamaan valtava määrä tietojen vähentämistä ennen tieteellisen analyysin suorittamista. "
Vaikka tämä kuva on kaikkien aikojen yksityiskohtaisin ja laajin kuva galakseista, tämä uusi kuva on vain ensimmäinen Hubble Legacy Field -sarjan sarjassa. Ryhmä työskentelee parhaillaan toisen kuvan sarjaa, joka on yli 5 200 Hubble-valotusta, toiselta taivaan alueelta. Tulevaisuuteen tähtitieteilijät toivovat laajentavansa monien aaltojen pituusaluetta vanhoissa kuvissa sisällyttäen siihen vielä enemmän tietoa
Tähän sisältyy pidempi aallonpituus IR ja korkean energian röntgenhavainnot kahdelta muulta NASA: n suurelta observatoriosta - Spitzer-avaruusteleskooppi ja Chandran röntgenkeskus. Kuten tiimin jäsen Rychard Bouwens Hollannin Leidenin yliopistosta sanoi ESA: n lehdistötiedotteessa:
”Yksi jännittävä näkökohta näissä uusissa kuvissa on suuri määrä herkkiä värikanavia, joita on nyt saatavana kauko-galaksejen tarkasteluun, etenkin spektrin ultraviolettiosassa. Niin monella taajuudella olevilla kuvilla voimme leikata galakseista tulevan valon vanhojen ja nuorten tähtien sekä aktiivisten galaktisten ytimien osuuksiin. "
Sillä välin minkään maailmankaikkeuden kuvan ei odoteta ylittävän Hubble Legacy Field -kuvia, ennen kuin seuraavan sukupolven avaruusteleskoopit otetaan käyttöön. Näihin kuuluvat James Webbin avaruuskaukoputki (JWST) ja Laajakenttäinen infrapuna-avaruusteleskooppi (WFIRST), joilla molemmilla on instrumentteja, jotka tarjoavat paremman resoluution ja herkkyyden yli Hubble ja siten mahdollistamaan perusteellisemmat tutkimukset.
Legacy Field -kuvan suuri määrä galakseja on myös pääkohteita tuleville kaukoputkille. Kuten Illingworth sanoi HubbleSite-lehdistötiedotteessa:
”Olemme koonneet tämän mosaiikin työkaluksi, jota me ja muut tähtitieteilijät käyttävät. Odotuksena on, että tämä tutkimus johtaa entistä johdonmukaisempaan, perusteellisempaan ja parempaan ymmärrykseen maailmankaikkeuden kehityksestä tulevina vuosina ... Tämä antaa todella alustan NASA: n suunnittelemalle laajakenttäiseen infrapunakauko-teleskooppiin (WFIRST). Legacy-kenttä on WFIRST: n polku etsijä, joka kaataa kuvan, joka on 100 kertaa suurempi kuin tyypillinen Hubble-valokuva. Vain kolmen viikon mittaisissa WFIRSTin havainnoissa tähtitieteilijät voivat koota kentän, joka on paljon syvempi ja yli kaksi kertaa suurempi kuin Hubble Legacy -kenttä. "
Lisäksi JWST: n kuvankäsittelyominaisuudet IR-kaistalla (jotka ovat yli Hubble tai Spitzer) antaa tähtitieteilijöiden koettaa paljon syvemmälle Legacy Field -kuvaa paljastaaksesi enemmän kuinka vastasyntyneet galaksit kasvoivat. Kuva (yhdessä sen tekemiseen käytettyjen yksittäisten valotusten kanssa) on saatavana Mikulskin avaruusteleskooppiarkiston (MAST) kautta.
