Hubble телескопының Ursa Major шоқжұлдызындағы терең кеңістік суреті. 342 экспозициядан құралған, әлемнің 1/24 бөлігін қамтиды. Галактикаларды зерттеуге көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Үлкен Аю шоқжұлдызындағы терең ғарыштың көп экспозициялы суреті.
Multiple exposure image of deep space in the constellation Ursa Major
Хаббл терең өрісі (ХТӨ) – Үлкен Аю шоқжұлдызындағы шағын аймақтың суреті, ол Хаббл ғарыш телескопының бірнеше бақылауларынан құрастырылған. Ол бір жағынан 2,6 доғалық минутты қамтиды, бұл бүкіл аспанның 24 миллионнан бір бөлігі, бұрыштық мөлшері 100 метр қашықтықтағы теннис добының көлемімен тең. Сурет 1995 жылдың 18-28 желтоқсаны аралығында қатарынан он күн бойы ғарыш телескопының Wide Field and Planetary Camera 2 камерасымен түсірілген 342 бөлек экспозициядан жиналды. 1993 жылы STS 61 ғарыш миссиясы кезінде сфералық аберрация түзетілгеннен кейін телескоптың жақсартылған бейнелеу мүмкіндіктері көбірек алыс және әлсіз галактикаларды зерттеу үшін пайдаланылды. Орташа тереңдіктегі зерттеу (ОТЗ) Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) камерасын қолданып, басқа құралдар жоспарланған бақылаулар үшін пайдаланылып жатқанда, кездейсоқ аймақтардың терең суреттерін түсірді. Сонымен қатар, басқа да арнайы бағдарламалар жердегі бақылаулар арқылы белгілі болған галактикаларға назар аударды. Бұл зерттеулердің барлығы бүгінгі галактикалардың қасиеттері мен бірнеше миллиард жыл бұрын болған галактикалардың арасындағы маңызды айырмашылықтарды көрсетті. HST бақылау уақытының 10% дейін Директордың қосымша уақыты (ДҚУ) ретінде белгіленеді және әдетте суперновалар сияқты күтпеген уақытша құбылыстарды зерттегісі келетін астрономдарға беріледі. Хабблдің түзетуші оптикасы жақсы жұмыс істеп жатқаны көрсетілгеннен кейін, 1995 жылы Ғарыш телескопы ғылыми институтының сол кездегі директоры Роберт Уильямс ДҚУ уақытының маңызды бөлігін алыс галактикаларды зерттеуге бөлді. Институттың арнайы кеңесші комитеті бірнеше оптикалық фильтрлерді қолдана отырып, WFPC2 камерасымен аспанның "типикалық" бөлігін жоғары галактикалық ендікте суретке түсіруді ұсынды. Жобаны әзірлеу және іске асыру үшін жұмыс тобы құрылды.
The Hubble Deep Field (HDF) is an image of a small region in the constellation Ursa Major, constructed from a series of observations by the Hubble Space Telescope. It covers an area about 2.6 arcminutes on a side, about one 24 millionth of the whole sky, which is equivalent in angular size to a tennis ball at a distance of 100 metres. The image was assembled from 342 separate exposures taken with the Space Telescope's Wide Field and Planetary Camera 2 over ten consecutive days between December 18 and 28, 1995. After the spherical aberration was corrected during Space Shuttle mission STS 61 in 1993, the improved imaging capabilities of the telescope were used to study increasingly distant and faint galaxies. The Medium Deep Survey (MDS) used the Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) to take deep images of random fields while other instruments were being used for scheduled observations. At the same time, other dedicated programs focused on galaxies that were already known through ground based observation. All of these studies revealed substantial differences between the properties of galaxies today and those that existed several billion years ago. Up to 10% of the HST's observation time is designated as Director's Discretionary (DD) Time, and is typically awarded to astronomers who wish to study unexpected transient phenomena, such as supernovae. Once Hubble's corrective optics were shown to be performing well, Robert Williams, the then director of the Space Telescope Science Institute, decided to devote a substantial fraction of his DD time during 1995 to the study of distant galaxies. A special Institute Advisory Committee recommended that the WFPC2 be used to image a "typical" patch of sky at a high galactic latitude, using several optical filters. A working group was set up to develop and implement the project.
Нысананы таңдау
Байқаулар үшін таңдалған өріс бірнеше талаптарды қанағаттандыруы керек еді. Ол галактиканың жоғары ендігінде орналасуы тиіс болды, себебі Құс жолы дискісінің жазықтығындағы шаң мен көрінбейтін заттар галактиканың төмен ендігіндегі алыс галактикаларды байқауға кедергі келтіреді (Қалтырау аймағын қараңыз). Нысаналы өріс көрінетін жарықтың белгілі жарқын көздерінен (мысалы, алдыңғы жұлдыздардан) және инфрақызыл, ультракөк сәуле және рентген сәулеленуінен аулақ болуы керек еді, бұл терең өрістегі нысандарды көптеген толқын ұзындықтарында кейінгі зерттеулерді жеңілдету үшін, сондай-ақ төмен инфрақызыл бұлттылығы бар аймақта орналасуы керек еді – бұл сутек газының салқын бұлттарындағы (H I аймақтары) жылы шаң бөлшектерінен туындайтын, кең таралған, жіңішке инфрақызыл сәулелену. Осы талаптарға сай 20 өріс анықталды, олардың ішінде Үлкен Аю шоқжұлдызында орналасқан үш ең қолайлы өріс таңдалды. VLA-мен жүргізілген радио байқаулары бір өрістің жарқын радио көзі бар екендігіне байланысты жоққа шығарды, ал қалған екеуінің арасындағы соңғы шешім өріске жақын бағыттау жұлдыздарының болуына негізделді: Hubble байқаулары үшін телескоптың Нақты бағыттау сенсорлары экспозиция кезінде құлыпталатын жақын жұлдыздар қажет, бірақ HDF байқауларының маңыздылығын ескере отырып, жұмыс тобы қосымша бағыттау жұлдыздарының екінші жиынтығын қажет етті. Ақырында таңдалған өріс тік координатасы және ендігі ; немесе Айдың енінің 1/12 бөлігінде орналасқан. Бұл аймақ аспанның жалпы ауданының шамамен 1/24 000 000 бөлігін құрайды.
The field selected for the observations needed to fulfill several criteria. It had to be at a high galactic latitude because dust and obscuring matter in the plane of the Milky Way's disc prevents observations of distant galaxies at low galactic latitudes (see Zone of Avoidance). The target field had to avoid known bright sources of visible light (such as foreground stars), and infrared, ultraviolet, and X ray emissions, to facilitate later studies at many wavelengths of the objects in the deep field, and also needed to be in a region with a low background infrared cirrus, the diffuse, wispy infrared emission believed to be caused by warm dust grains in cool clouds of hydrogen gas (H I regions). Twenty fields satisfying these criteria were identified, from which three optimal candidate fields were selected, all within the constellation of Ursa Major. Radio snapshot observations with the VLA ruled out one of these fields because it contained a bright radio source, and the final decision between the other two was made on the basis of the availability of guide stars near the field: Hubble observations normally require a pair of nearby stars on which the telescope's Fine Guidance Sensors can lock during an exposure, but given the importance of the HDF observations, the working group required a second set of back up guide stars. The field that was eventually selected is located at a right ascension of and a declination of ; or 1/12 the width of the Moon. The area is about 1/24,000,000 of the total area of the sky.
Байқаулар
Бір аймақ таңдалған соң, бақылау стратегиясы әзірленді. Маңызды шешім – бақылаулар үшін қандай сүзгілерді қолдану керектігін анықтау болды; WFPC2 48 сүзгімен жабдықталған, оның ішінде астрофизикалық қызығушылық тудыратын белгілі бір эмиссиялық сызықтарды бөліп шығаратын тар жолақты сүзгілер, сондай-ақ жұлдыздар мен галактикалардың түстерін зерттеуге пайдалы кең жолақты сүзгілер бар. HDF үшін қолданылатын сүзгілерді таңдау әрбір сүзгінің өткізу қабілетіне – оның өткізетін жарықтың жалпы үлесіне – және қолжетімді спектрлік диапазонына байланысты болды. Бірін-бірі ең аз жабатын сүзгілер қажет еді. Кескіндер түсірілген толқын ұзындықтары қызыл, жасыл және көк түстің толқын ұзындықтарына сәйкес келмегендіктен, түпкі суреттегі түстер суреттегі галактикалардың нақты түстерін шамамен ғана көрсетеді; HDF үшін сүзгілерді таңдау (және көптеген Хаббл суреттері үшін) негізінен адам көзімен қабылданатын түстерді жасауға емес, бақылаулардың ғылыми құндылығын барынша арттыруға бағытталған.
Once a field was selected, an observing strategy was developed. An important decision was to determine which filters the observations would use; WFPC2 is equipped with 48 filters, including narrowband filters isolating particular emission lines of astrophysical interest, and broadband filters useful for the study of the colors of stars and galaxies. The choice of filters to be used for the HDF depended on the throughput of each filter—the total proportion of light that it allows through—and the spectral coverage available. Filters with bandpasses overlapping as little as possible were desirable. Because the wavelengths at which the images were taken do not correspond to the wavelengths of red, green and blue light, the colors in the final image only give an approximate representation of the actual colors of the galaxies in the image; the choice of filters for the HDF (and the majority of Hubble images) was primarily designed to maximize the scientific utility of the observations rather than to create colors corresponding to what the human eye would actually perceive.
Мазмұны
Соңғы суреттер 1996 жылдың қаңтар айында Америка астрономиялық қоғамының мәжілісінде жарияланды және алыс, әлсіз галактикалардың молдығын көрсетті. Суреттерде шамамен 3000 ерекше галактиканы анықтауға болады, олардың ішінде дұрыс емес және спиральді галактикалар анық көрінеді, бірақ өрістегі кейбір галактикалардың көлемі бірнеше пикселді құрайды. Барлығы алғанда, HDF-де жиырмадан кем галактикалық алдыңғы жолдағы жұлдыздар бар деп саналады; өрістегі нысандардың басым көпшілігі алыс галактикалар болып табылады.
The final images were released at a meeting of the American Astronomical Society in January 1996, and revealed a plethora of distant, faint galaxies. About 3,000 distinct galaxies could be identified in the images, with both irregular and spiral galaxies clearly visible, although some galaxies in the field are only a few pixels across. In all, the HDF is thought to contain fewer than twenty galactic foreground stars; by far the majority of objects in the field are distant galaxies.
Көп жиілікті бақылау
Өте жоғары қызыл ығысуы бар объектілер (Лайман үзілісі галактикалары) көрінетін жарықта көрінбейді және әдетте HDF инфрақызыл немесе субмиллиметрлік толқын ұзындығындағы зерттеулерде анықталады. Инфрақызыл бақылаулар Спитцер ғарыш телескопымен де жүргізілді. Бұл өріс Джеймс Клерк Максвелл телескопындағы SCUBA арқылы субмиллиметрлік бақылауларға түсті, бастапқыда 5 көз анықталды, бірақ өте төмен ажыратымдылықпен. Чандра рентгендік обсерваториясының рентгендік бақылаулары HDF-те алты көзді анықтады, олар үш эллипстік галактикаға, бір спиральді галактикаға, бір белсенді галактикалық ядроға және бір өте қызыл объектіге сәйкес келді, бұл объектінің көк жарық шығарылымдарын сіңіретін көп мөлшерде шаң бар алыс галактика деп есептеледі. VLA қолданылған жерден алынған радиосуреттер HDF-те жеті радио көзін көрсетті, олардың барлығы оптикалық суреттерде көрінетін галактикаларға сәйкес келеді. Бұл өріс сондай-ақ 1.4 ГГц жиілігінде Westerbork Synthesis радиотелескопымен және MERLIN радиотелескоптар тізбегімен зерттелді; 3,5 және 20 см толқын ұзындығында жасалған VLA және MERLIN карталарының үйлесімі HDF N өрісінде 16 радио көзін, ал жақын орналасқан өрістерде тағы көптеген көздерді анықтады.
Very high redshift objects (Lyman break galaxies) cannot be seen in visible light and generally are detected in infrared or submillimetre wavelength surveys of the HDF instead. Infrared observations have also been made with the Spitzer Space Telescope. Submillimeter observations of the field have been made with SCUBA on the James Clerk Maxwell Telescope, initially detecting 5 sources, although with very low resolution. X ray observations by the Chandra X ray Observatory revealed six sources in the HDF, which were found to correspond to three elliptical galaxies, one spiral galaxy, one active galactic nucleus and one extremely red object, thought to be a distant galaxy containing a large amount of dust absorbing its blue light emissions. Ground based radio images taken using the VLA revealed seven radio sources in the HDF, all of which correspond to galaxies visible in the optical images. The field has also been surveyed with the Westerbork Synthesis Radio Telescope and the MERLIN array of radio telescopes at 1.4 GHz; the combination of VLA and MERLIN maps made at wavelengths of 3.5 and 20 cm have located 16 radio sources in the HDF N field, with many more in the flanking fields.
Кейінгі HST байқаулары
1998 жылы аспанның оңтүстік жарты шарсында HDF-тың баламасы құрылды: HDF South (HDF S). Осыған ұқсас бақылау стратегиясы қолданылып жасалған, бұл ғаламның ең ірі масштабында біртекті екендігін көрсететін космологиялық принципті қолдайды. HDF S зерттеуінде 1997 жылы HST-ге орнатылған Ғарыш телескопының бейнелеу спектрографы (STIS) және жақын инфрақызыл камера және көп нысанды спектрометр (NICMOS) құралдары қолданылды; ал бастапқы Хаббл терең өрісінің (HDF N) аймағы WFPC2 және NICMOS, STIS құралдары арқылы бірнеше рет қайта байқалды, Хаббл eXtreme Deep Field 2012 жылы аяқталғанша. Экстремалды терең өрістің (XDF) суреттері 2012 жылдың 26 қыркүйегінде көптеген БАҚ-қа ұсынылды. XDF-те жарияланған суреттерде қазіргі таңда Үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы 500 миллион жылда пайда болған деп саналатын галактикалар көрсетілген.
An HDF counterpart in the southern celestial hemisphere was created in 1998: the HDF South (HDF S). Created using a similar observing strategy, This supports the cosmological principle that at its largest scale the Universe is homogeneous. The HDF S survey used the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) and the Near Infrared Camera and Multi Object Spectrometer (NICMOS) instruments installed on the HST in 1997; the region of the original Hubble Deep Field (HDF N) has since been re observed several times using WFPC2, as well as by the NICMOS and STIS instruments. until the Hubble eXtreme Deep Field was completed in 2012. Images from the Extreme Deep Field, or XDF, were released on September 26, 2012, to a number of media agencies. Images released in the XDF show galaxies which are now believed to have formed in the first 500 million years following the Big Bang.