Extrémně hluboký pohled HST do vesmíru

Pod názvem eXtreme Deep Field (XDF) byla na základě složení velkého počtu snímků pořízených za 10 let výzkumu pomocí Hubblova kosmického dalekohledu (HST) vytvořena fotografie zachycující malou část oblohy. Tento úsek hvězdného nebe leží uprostřed původního ultra-hlubokého pole Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Fotografie XDF zachycuje kousíček oblohy odpovídající jen nepatrné části úhlového průměru Měsíce.

Snímek nazvaný Hubble Ultra Deep Field zachycuje malou část oblohy v souhvězdí Chemické pece (Fornax), k jehož vytvoření byla použita data získaná pomocí HST v letech 2003 a 2004.

Shromažďováním slabého světla objektů během mnoha hodin pozorovacího času se podařilo objevit několik tisíc nových galaxií (blízkých i velmi vzdálených) a vytvořit tak fotografii představující „nejhlubší pohled“ do vesmíru, jakého bylo doposud dosaženo.

Nový barevný snímek XDF je mnohem detailnější a lze na něm nalézt asi 5 500 galaxií dokonce na menší ploše oblohy než v případě HUDF. Nejslabší galaxie jsou až desetmiliardkrát slabší, než je schopno zachytit lidské oko.

Pozoruhodné spirální galaxie svým tvarem podobné naší Galaxii a nejbližší galaxii v souhvězdí Andromedy vypadají na tomto snímku jako velké neostré červené galaxie, v nichž tvorba nových hvězd již ustala. Tyto červené galaxie jsou pozůstatky velmi dramatických kolizí mezi jednotlivými galaxiemi a jejich počet s časem klesá. Malé, slabé a velmi vzdálené galaxie, které jsou rozházené napříč zorným polem, představují zárodky, z nichž vyrostly nádherné galaxie. Historie jejich vývoje – od okamžiku krátce po vzniku prvních galaxií až po dnešní velké galaxie, jako je naše Mléčná dráha – je zachycena na tomto pozoruhodném snímku.

HST byl naváděn na tuto nepatrnou část oblohy na jižní polokouli opakovaně (v průběhu uplynulého desetiletí) v celkovém počtu 50 jednotlivých dnů, což představuje 2 milióny sekund pozorovacího času. Bylo přitom pořízeno více než 2000 snímků stejné oblasti vesmíru dvěma hlavními kamerami na palubě HST, kterými jsou Advanced Camera for Surveys (ACS) a Wide Field Camera 3 (WFC 3). Toto snímkování umožnilo rozšířit pohled do vzdáleného vesmíru i v oboru blízkého infračerveného záření.

„XDF je nejhlubším pohledem do vesmíru, jaký byl kdy uskutečněn a který odhalil nejslabší a nejvzdálenější galaxie, jaké byly doposud pozorovány. XDF nám umožnil prozkoumat objekty v mnohem vzdálenější minulosti, než bylo doposud možné,“ říká Garth Illingworth (University of California, Santa Cruz), hlavní vědecký pracovník projektu Hubble Ultra Deep Field 2009.

Stáří vesmíru bylo určeno na 13,7 miliardy roků. V rámci programu XDF byly objeveny galaxie, které existovaly již před 13,2 miliardami roků. Většinu galaxií vidíme na tomto novém snímku ve stavu, v jakém se nacházely, když byly velmi mladé, malé a zvětšovaly svoje rozměry, často v důsledku násilných kolizí a splynutím s jinými galaxiemi. Mladý vesmír byl obdobím dramatického zrodu galaxií obsahujících jasně zářící modré hvězdy, mnohonásobně jasnější než naše Slunce. Světlo z těchto minulých událostí dolétlo na Zemi právě dnes, a tak snímek XDF je vlastně „časovým tunelem do vzdálené minulosti“. Nejmladší galaxie objevené na snímku XDF vznikly přibližně 450 miliónů roků po vzniku vesmíru označovaném jako velký třesk (Big Bang).

Před vypuštěním Hubblova kosmického dalekohledu v roce 1990 astronomové mohli sotva spatřit obyčejné galaxie vzdálené 7 miliard světelných roků, což je přibližně polovina průměru viditelného vesmíru. Pozorování pozemními dalekohledy nebyla schopna zjistit, jak galaxie vznikly a jak se v mladém vesmíru vyvíjely.

HST umožnil astronomům první pozorování reálného vzniku a tvaru galaxií, když ještě byly velmi mladé. Tato pozorování poskytla přímé přesvědčivé vizuální důkazy, že vesmír se skutečně mění s časem. Podobně jako můžeme sledovat jednotlivá políčka filmu, hluboký pohled HST odhalil vznik struktury mladého vesmíru a následné dynamické období vývoje galaxií.

Budoucí infračervený pohled pomocí připravovaného kosmického dalekohledu James Webb Space Telescope (JWST) bude rovněž zaměřen na získání XDF. JWST bude hledat ještě slabší galaxie, které existovaly v době, kdy vesmír byl starý pouhých několik stovek miliónů roků. Vzhledem k rozpínání vesmíru bylo světlo vzdálených galaxií posunuto směrem k delším vlnovým délkám, do oboru infračerveného záření. Infračervený pohled JWST bude mimořádně vhodný k uskutečnění „extrémně hlubokého pohledu“ XDF ještě hlubšího, a to až do období, kdy vznikaly první hvězdy a galaxie a na konci etapy „temného věku“ ozářily vesmír svým světlem.

Obrázky ve velkém rozlišení najdete například v článku http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/37/.

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/xdf.html

autor: František Martinek