Hubble eXtreme Deep Field (XDF): Den djupaste optiska bilden av universum

Hubble eXtreme Deep Field (XDF) är en djup bild av en mycket liten del av rymden, belägen i centrum av Hubbles Ultra Deep Field, i riktning mot stjärnbilden Fornax. XDF visar den djupaste optiska och närinfraröda vyn av universum som fanns tillgänglig när bilden publicerades, och avslöjar ett enormt antal avlägsna och svaga galaxer.

Vad bilden visar

Bilden, som officiellt släpptes den 25 september 2012, kombinerar ungefär tio års Hubble-observationer. Totalt motsvarar exponeringstiden cirka två miljoner sekunder (ungefär 23 dagar), fördelat över många individuella exponeringar. Resultatet visar galaxer med ett utseende från mycket tidiga epoker i universums historia — objekt som ligger ungefär 13,2 miljarder år tillbaka i tiden. De svagaste av dessa galaxer är extremt ljussvaga; deras ljusstyrka kan vara en tiomiljarddel av det som det mänskliga ögat kan uppfatta.

Hur bilden skapades

XDF är inte en enda ny observationsserie utan en sammanslagning av data från flera Hubble-program under cirka ett decennium. Bland de instrument som bidrog fanns framför allt Advanced Camera for Surveys (ACS) för optiska våglängder och Wide Field Camera 3 (WFC3) för närinfrarött ljus. Genom att kombinera många exponeringar i flera filter (optiska och närinfraröda) kunde astronomerna förbättra känsligheten och avslöja mycket svaga och avlägsna källor. Bildbehandlingen inkluderade noggrann kalibrering, borttagning av kosmisk strålning och mosaikbyggnad för att få en enhetlig, mycket djup bild.

Vetenskaplig betydelse

XDF har stor betydelse för studiet av galaxbildning och kosmisk evolution. Den möjliggör:

studier av galaxers morfologi och struktur vid mycket högt rödskift,
uppskattningar av stjärnbildningshastigheter i universums tidiga skeden,
identifiering av kandidater till mycket avlägsna galaxer (höga rödskift), vilket hjälper till att kartlägga tiden för kosmisk reionisation,
statistiska analyser av galaxpopulationer på små skalor och hur små, unga galaxer senare kan ha vuxit samman till större strukturer som vår Vintergatan.

Relation till tidigare observationer

XDF kompletterar och bygger vidare på Hubbles tidigare djupa fält, bland annat data från 2003–2004. Tillsammans ger dessa bilder en mycket detaljerad bild av ett litet område av det mest avlägsna universum. I praktiken lade XDF till omkring 5 500 svaga galaxer till den befintliga vyn från Hubble, vilket kraftigt ökade antalet identifierade objekt i det valda fältet.

Vad vi fortfarande inte vet och vidare forskning

Trots XDF:s djup kvarstår osäkerheter: många av de allra svagaste objekten har endast fotometriska rödskift (uppskattade från färger i olika filter) och behöver spektrala mätningar för att bekräftas. Efter XDF har andra teleskop och program — särskilt rymdteleskop som James Webb Space Telescope (JWST) — fortsatt att undersöka dessa områden med ännu större känslighet i infrarött och kan identifiera och karaktärisera ännu äldre och mer avlägsna galaxer.

Fakta i korthet

Publiceringsdatum: 25 september 2012.
Exponeringstid: cirka 2 000 000 sekunder (~23 dagar) sammanlagt.
Instrument: Hubble Space Telescope, främst ACS och WFC3.
Innehåll: tusentals galaxer, inklusive mycket svaga och avlägsna kandidater som representerar universums tidiga epok (se tillbaka ~13,2 miljarder år).

XDF är ett exempel på hur sammanslagning av långsiktiga observationer kan pressa instrumentens gränser och öppna fönster mot universums allra tidigaste galaxer — en grund för fortsatt forskning om hur de första stjärnorna och galaxerna bildades och utvecklades.

Hubble Extreme Deep Field.

Spela upp media Video (02:42) om hur Hubble eXtreme Deep Field-bilden skapades.

eXtreme Deep Field

XDF:s storlek är jämförbar med månens storlek - flera tusen galaxer, var och en bestående av miljarder stjärnor, finns i denna lilla vy.

XDF (2012) - varje ljuspunkt är en galax - vissa av dem är så gamla som 13,2 miljarder år - universum beräknas innehålla 200 miljarder galaxer.

XDF-bilden visar mogna galaxer i förgrunden - nästan mogna galaxer för 5 till 9 miljarder år sedan - protogalaxer för mer än 9 miljarder år sedan.

Relaterade sidor

Frågor och svar

F: Vad är Hubble eXtreme Deep Field?

S: Hubble eXtreme Deep Field är en bild av en liten del av rymden i mitten av Hubble Ultra Deep Field. Det är den djupaste optiska vyn in i rymden.

F: När släpptes XDF-bilden?

S: XDF-bilden publicerades den 25 september 2012.

F: Hur lång tid tog det att skapa XDF-bilden?

S: XDF-bilden kombinerade 10 års bilder tagna av Hubble-teleskopet.

F: Hur lång är exponeringstiden för XDF-bilden?

S: Exponeringstiden för XDF-bilden var två miljoner sekunder, eller cirka 23 dagar.

F: Hur gamla är några av de galaxer som visas i XDF-bilden?

S: XDF-bilden visar galaxer som är över 13,2 miljarder år gamla.

F: Hur ljusstarka är de minst ljusstarka galaxerna i XDF-bilden?

S: De minst ljusstarka galaxerna i XDF-bilden har en ljusstyrka som är en tiomiljarddel av vad det mänskliga ögat kan se.

F: Vilka typer av galaxer visas i XDF-bilden?

S: Många av de mindre galaxer som visas i XDF-bilden är mycket unga galaxer, och några av dem blev de stora galaxerna, som Vintergatan och andra galaxer i vårt galaktiska grannskap.