Διαβάστε τη βαθύτερη θέα του Hubble προς τα νότια. Με μια εκστρατεία παρατήρησης δέκα ημερών, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble διάτρησε μια τρύπα που είναι περίπου δώδεκα δισεκατομμύρια έτη φωτός βαθιά μέσα στο άγνωστο, εκθέτοντας πολλές εκατοντάδες αρχαίους γαλαξίες. Το HDF-S θα αποτελέσει την περιοχή που θα εξερευνήσει καλύτερα τα επόμενα χρόνια », προβλέπει ο Robert Williams, διευθυντής του Ινστιτούτου Επιστήμης Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη, Μέριλαντ. Ο άνθρωπος ξέρει για τι μιλάει. Πριν από μια φορά, έχει επενδύσει τον προσωπικό του προϋπολογισμό χρόνου, τον οποίο είναι ελεύθερος να χρησιμοποιήσει ως διευθυντής του Ινστιτούτου, για μια βαθιά ματιά στο διάστημα. Αυτό ήταν το Δεκέμβριο του 1995. Την εποχή εκείνη, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble φωτογράφιζε μια μη ευκρινή περιοχή του Big Dipper ξανά και ξανά για δέκα ημέρες.

Το αποτέλεσμα, που ονομάζεται Hubble Deep Field (HDF), παρείχε τεράστια ώθηση στην εξερεύνηση του σύμπαντος. Ποτέ πριν δεν έχει εξερευνηθεί μια πιο μακρινή ουράνια περιοχή. Και καθώς μια ματιά στα βάθη του δωματίου είναι ταυτόχρονα μια ματιά πίσω στο χρόνο, οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να βάλουν ένα ίχνος στην πρώιμη φάση του Κόσμου.

Τώρα το HDF έχει πάρει έναν αδερφό στον νότιο αστρικό ουρανό: Hubble Deep Field-South, σύντομο HDF-S. Ο Ουίλιαμς και οι 50 υπάλληλοί του από το STScI και το Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt της Μέριλαντ είχαν επιλέξει μια μικρή μη-γραφική περιοχή στον αστερισμό Tukan, κοντά στον Sky South. Μετά από αρκετές δοκιμαστικές λήψεις τον Οκτώβριο του 1997, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ήταν στις 28 Σεπτεμβρίου 1998 ευθυγραμμισμένο με αυτό το μέρος. Μέχρι την 10η Οκτωβρίου φαινόταν σχεδόν αδιάκοπη εκεί και δέχτηκε εισδοχή για εισαγωγή - 150 τροχιές γης από την κεντρική περιοχή και 27 περισσότερες από το περιβάλλον. Υπάρχουν συνολικά 995 εικόνες υπεριώδους, οπτικής και εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας - η καθεμία διαρκεί κατά μέσο όρο 30 έως 45 λεπτά.

Στον υπολογιστή, όλες αυτές οι εικόνες συνδυάστηκαν έπειτα σε μια ενιαία εικόνα. Το αποτέλεσμα, που δημοσιεύθηκε στα τέλη Νοεμβρίου 1998, δείχνει μια γκαλερί περίπου 2500 γαλαξιών. Τα πιο ελαφρά έχουν μια εμφανή φωτεινότητα της κλάσης μεγέθους 30 - δηλαδή ένα εξάμισο δισεκατομμύριο της φωτεινότητας που μόλις βλέπουμε με γυμνό μάτι. Όπως ελαφρύς όσο το φως, η λάμψη ενός τσιγάρου θα μας φαινόταν σε σεληνιακό εύρος. επίδειξη

"Λίγο μετά το HDF, ήθελα ένα δεύτερο βαθύ shot", θυμάται ο Williams. "Μετά από μερικούς μήνες που συνειδητοποιούν ότι το HDF έχει πολύτιμες πληροφορίες για την εποχή του σχηματισμού των γαλαξιών, ήξερα ότι πρέπει να διερευνήσουμε μια δεύτερη περιοχή σε ένα άλλο μέρος του ουρανού".

Ο λόγος είναι απλός: από ένα δείγμα μόνο δεν μπορεί να τραβήξει δύσκολα συμπεράσματα. Επειδή, συμπτωματικά, το διαστημικό τηλεσκόπιο μπορούσε να πιάσει μια άτυπη οπτική επαφή, την οποία κανείς δεν θα το προσέξει, επειδή η γεώτρηση είναι τόσο στενή. Η βασιζόμενη σε ένα μόνο δείγμα θα ήταν εξίσου επικίνδυνη, όπως για παράδειγμα, να χαρακτηρίζει τον ευρωπαϊκό πληθυσμό με την αμφισβήτηση μιας μικρής ομάδας ανθρώπων σε ένα χωριό της Σικελίας.

Από την απελευθέρωση των δεδομένων HDF τον Ιανουάριο του 1996, πολλά άλλα τηλεσκόπια υψηλής ισχύος στη Γη και στο διάστημα έχουν εξερευνήσει τη μικροσκοπική περιοχή του ουρανού: από το υπέρυθρο έως το ορατό φως στην ακτινογραφία. Με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Keck των 10 μέτρων στη Χαβάη, μπορούσαν να προσδιοριστούν οι αποστάσεις 125 από τους περίπου 2500 HDF-S γαλαξίες. Πρόκειται για περίπου δώδεκα δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το φως αυτών των γαλαξιών προέρχεται από μια εποχή που το σύμπαν ήταν το πολύ ένα δισεκατομμύριο ή δύο δισεκατομμύρια χρόνια. Πολλοί από αυτούς έχουν περίεργα σχήματα που προτείνουν κοσμικό μπιλιάρδο. Αυτά ήταν νωρίτερα από ό, τι οι γαλαξίες ήταν ακόμα πιο κοντά μαζί, πιο κοινά από σήμερα και προφανώς επηρέασαν έντονα την εξέλιξη των γαλαξιών.

Εν τω μεταξύ, πολλοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι γαλαξίες αποτελούσαν αρχικά μικρότερες συνιστώσες - σύννεφα αερίων και συστάδες αστέρων - και αυξάνονταν με την πάροδο του χρόνου μόνο με την ενσωμάτωση γειτονικών νάνων γαλαξιών σε αυτό που είναι σήμερα. Η ταχύτητα του σχηματισμού των αστεριών στο πρώιμο Σύμπαν αξιολογήθηκε επίσης καλύτερα από τους επιστήμονες που χρησιμοποιούν HDF. Ένα έως τρία δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η γέννηση των αστεριών ήταν πάνω από δέκα φορές πιο κοινή από ότι είναι σήμερα. Ωστόσο, τα περισσότερα από αυτά τα νεαρά αστέρια κρύβονται πίσω από τα σύννεφα σκόνης στις οπτικές και υπεριώδεις περιοχές του φάσματος. Μόνο η υπέρυθρη ακτινοβολία τους διαπερνά.

Το HDF-S παρέχει μια πολύ παρόμοια εικόνα. Εκτός από τους σπειροειδείς γαλαξίες σχήματος δίσκου και τους κοκκινωπούς ελλειπτικούς γαλαξίες, υπάρχουν επίσης πολλά αντικείμενα με περίεργο σχήμα για να δείτε - ζωντανές λήψεις γαλαξιακών συγκρούσεων. Η πρώτη ανάλυση του HDF-S επιβεβαίωσε έτσι την εικόνα που αποκτήθηκε από την HDF και έτσι την βασική υπόθεση των αστρονόμων ότι το σύμπαν είναι το ίδιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Περαιτέρω ενδείξεις αναμένονται στους ερχόμενους μήνες και χρόνια, όταν τεθούν σε λειτουργία τα ισχυρά τηλεσκόπια του νότιου ημισφαιρίου - στην Αυστραλία και ειδικά στη Χιλή, όπου το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO) κατασκευάζει σήμερα το νέο πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο.

Το HDF-S έχει ακόμη περισσότερο να προσφέρει από το HDF. Έτσι είναι στο HDF-S ένα quasar. Με μια κόκκινη μετατόπιση του z = 2, 2, αυτό το εξαιρετικά φωτεινό κέντρο ενός νεαρού γαλαξία είναι περίπου 9, 5 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Οι αστρονόμοι στο αγγλο-αυστραλιανό παρατηρητήριο της Siding Spring, Australia ανακάλυψαν το κβάζαρ το 1996. Ήταν επίσης ένας από τους λόγους για να επιλέξει αυτή την περικοπή του ουρανού για το HDF-S. Το φως του έχει περάσει από περίπου τρία τέταρτα του παρατηρούμενου σύμπαντος προς αυτήν την κατεύθυνση.

Αόρατα σύννεφα υδρογόνου κατέπνιξαν μερικά από το φως. Αυτές οι γραμμές απορρόφησης στο φάσμα quasar είναι σαν τους αστρονόμους - οι κοσμικοί επίτροποι που αναζητούν ενδείξεις - όπως τα "δακτυλικά αποτυπώματα". Μπορείτε να εξαγάγετε συμπεράσματα σχετικά με τη διανομή της διαγαλαξιακής ύλης.

Το HDF-S έχει ένα δεύτερο πλεονέκτημα έναντι του παλαιότερου HDF. Την εποχή εκείνη, ήταν διαθέσιμη μόνο η ευρεία κάμερα του διαστημικού τηλεσκοπίου. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας αποστολής υπηρεσίας των αστροναυτών του Space Shuttle το Φεβρουάριο του 1997, ωστόσο, εγκαταστάθηκαν στο διάστημα το τηλεσκόπιο δύο ακόμη όργανα: STIS (Spectrograph Imaging Space Spectrograph) και NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object φασματόμετρο).

Το STIS έχει απορροφήσει την υπεριώδη ακτινοβολία από την περιοχή HDF-S. Έστειλε, μεταξύ άλλων, τα πιο καυτά αστέρια. Επιπλέον, το STIS συγκέντρωσε φασματικά δεδομένα που παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση των μακρινών γαλαξιών. Η NICMOS κατέγραψε υπέρυθρη ακτινοβολία. Μέρος αυτού προέρχεται από αντικείμενα που είναι τυλιγμένα σε σκόνη και επομένως δεν είναι ορατά στην οπτική περιοχή. Συνολικά, το HDF-S περιέχει πληροφορίες από οκτώ περιοχές μήκους κύματος. Αυτός ο πλούτος δεδομένων παρέχει ήδη μια αρχική εκτίμηση της απόστασης, της θερμοκρασίας και της ταχύτητας των γαλαξιών.

Πρόσφατα, η NICMOS είχε καταγράψει μείωση HDF στην υπέρυθρη ακτινοβολία για 36 ώρες. Κρατάει ίσως τους μακρύτερους αρχαίους γαλαξίες που υπάρχουν, όπως ανακοίνωσαν τον περασμένο Οκτώβριο αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson. "Η NICMOS άνοιξε την κουρτίνα που μέχρι στιγμής μπλοκάρει την άποψή μας για τα πιο απομακρυσμένα αντικείμενα και αποκαλύπτει νέους ηθοποιούς στην κοσμική σκηνή", λέει ο Rodger I Thompson, επικεφαλής της ομάδας αστρονομίας, ο NICMOS Η εγγραφή έχει αξιολογηθεί για μήνες. "Τώρα πρέπει να μάθουμε ποιος, τι και πού είναι. Υπάρχουν ακόμα νέα όρια. "

Ο Thompson κατάφερε να συσχετίσει τους εξασθενημένους κόκκινους γαλαξίες με συμπαγή μπλε ακτινοβολία γνωστή από την απεικόνιση HDF. "Αυτό σημαίνει ότι μερικά αντικείμενα που εμφανίζονται ως ξεχωριστοί γαλαξίες είναι στην πραγματικότητα ζεστά αστέρια που σχηματίζουν περιοχές σε πολύ μεγαλύτερους, παλαιότερους γαλαξίες", εξηγεί.

Επιπλέον, οι αστρονόμοι βρήκαν πολυάριθμα αντικείμενα στην εικόνα NICMOS που δεν έχουν οπτικό αντίστοιχο στο HDF. Είναι πιθανώς ακόμη πιο μακριά από τους αρχικούς γαλαξίες HDF. Το υπέρυθρο "χρώμα" τους υποδηλώνει ότι μερικοί μπορεί να είναι ανάμεσα στα πιο απομακρυσμένα αστικά νησιά που γνωρίζουμε. Η ακτινοβολία τους προέρχεται από μια εποχή που το σύμπαν ήταν μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια παλιά. Το NICMOS είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την αναζήτηση τέτοιων απομακρυσμένων αντικειμένων, αφού η επέκταση του σύμπαντος έχει τραβήξει το φως των πρώτων γαλαξιών που έχουν χωριστεί μέχρι τώρα στο κόκκινο, μακρύτερο κύμα - ότι είναι από τη Γη βλέπει μόνο στην αόρατη υπέρυθρη λάμψη.

"Ίσως βλέπουμε εδώ το πρώτο στάδιο σχηματισμού γαλαξιών", λέει ο Alan Dressler από τα παρατηρητήρια Carnegie στην Πασαντένα της Καλιφόρνια. "Αλλά τα αντικείμενα είναι τόσο λιποδιαλυτά ώστε η φύση τους μπορεί να εξερευνηθεί μόνο με ακόμα πιο ισχυρά τηλεσκόπια στο μέλλον - όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Next Generation, το οποίο θα κυκλοφορήσει το 2007."

=== R diger Vaas

science.de

Συνιστάται Επιλογή Συντάκτη