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ハッブル超深宇宙画像（HUDF）は、ろ座の小さな宇宙領域の深宇宙画像で、推定10,000個の銀河が含まれています。画像の元のデータは、ハッブル宇宙望遠鏡によって2003年9月から2004年1月にかけて収集され、画像の最初のバージョンは2004年3月9日に公開されました。 [1]この画像には、ビッグバンから約4億年から8億年後の約130億年前に存在した銀河からの光が含まれています。
HUDF画像は、明るい星の密度が低い近視野の空の部分で撮影されたため、より暗く遠くにある物体をよりよく観察できます。南半球のろ座にあるオリオン座の南西に位置するこの長方形の画像は、端まで2.4分角[2] 、または対角線で3.4分角です。これは、地球から見た満月の角直径（34分角未満）の約10分の1に相当し、 [3] 1メートル離れたところにある1 mm 2の紙よりも小さく、空の総面積の約2600万分の1に相当します。画像は、天球上で左上隅が北（-46.4°）を指すように配置されています。
2009年8月と9月には、最近設置された広視野カメラ3 （WFC3）の赤外線チャンネルを使用して、HUDFフィールドがより長い波長（1.0〜1.6μm）で観測されました。この追加データにより、天文学者は潜在的に非常に遠い銀河の新しいリストを特定することができました。[4] [5]
2012年9月25日、NASAは超深宇宙観測衛星eXtreme Deep Field（XDF）と呼ばれる超深宇宙観測衛星の新バージョンを公開した。XDFは132億年前の銀河を明らかにしており、その中にはビッグバンからわずか4億5000万年後に形成されたと考えられる銀河も含まれている。[6]
2014年6月3日、NASAはハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールド2014画像を公開した。これは紫外線から近赤外線までの全範囲を使用した初のHUDF画像である。[7]ハッブルの高性能探査カメラと広視野カメラ3で2002年から2012年にかけて撮影された別々の露出画像を合成したもので、約10,000個の銀河が写っている。[8]
2019年1月23日、カナリア天体物理学研究所は、WFC3装置で得られたハッブル超深宇宙フィールドの赤外線画像のさらに深度の高いバージョン[9]を公開し、 ABYSSハッブル超深宇宙フィールドと名付けました。新しい画像は、視野内の最大の銀河の周りの空の背景を慎重に減算するなど、WFC3 / IR画像の以前の縮小を改善しています。この更新後、いくつかの銀河は以前の測定値のほぼ2倍の大きさであることがわかりました。[10] [11]
計画
最初のハッブル・ディープ・フィールド以来数年の間に、ハッブル・ディープ・フィールド・サウスとGOODSサンプルが解析され、HDFによって調査された高赤方偏移での統計量が増加した。HSTに高性能サーベイ用カメラ（ACS）検出器が搭載されたとき、超深宇宙フィールドでは現在観測されているよりもさらに高赤方偏移の銀河形成を観測できるだけでなく、中間赤方偏移（z~2）での銀河形成についてより多くの情報を提供できることが認識された。[12] ACSを使用したサーベイを最も効果的に実施する方法に関するワークショップが2002年後半にSTScIで開催されました。ワークショップでマッシモ・スティアヴェッリは、宇宙の再電離の原因となる物体を研究する方法として超深宇宙フィールドを提唱しました。 [13]ワークショップの後、STScI所長のスティーブン・ベックウィズは所長の裁量時間の400周分をUDFに充てることを決定し、スティアヴェッリを観測を実施するホームチームのリーダーに任命しました。
ディープフィールドとは異なり、HUDFはハッブル宇宙望遠鏡の連続観測領域（CVZ）内にはありません。広視野惑星カメラ2（WFPC2）を使用した以前の観測では、地球光が観測を妨害する時間帯にノイズの多い波長を使用して観測することで、これらの領域での観測時間の増加を活用できました。しかし、ACSはこれらの波長で観測しないため、その利点は減少しました。[12]
以前の観測領域と同様に、この観測領域には銀河からの放射がほとんどなく、黄道塵もほとんどないことが求められました。また、この観測領域は、アタカマ大型ミリ波干渉計などの南半球の観測機器と、ハワイにあるような北半球の観測機器の両方で観測できるような、さまざまな赤緯範囲にある必要がありました。チャンドラX線天文台による既存の深X線観測と、同じ場所のGOODSサンプルで既に観測されている2つの興味深い天体、赤方偏移5.8の銀河と超新星を考慮して、最終的にチャンドラ・ディープ・フィールド・サウスの一部を観測することに決定しました。この観測領域の座標は、赤経3時間32分39.0秒、赤緯-27°47′29.1″ ( J2000 ) です。この領域は一辺が200秒角、総面積が11平方分角で[12]、ろ座に位置している。[1]
観察
ACS では 435、606、775、850 nm を中心とした 4 つのフィルターが使用され、すべてのフィルターで感度が等しくなるように露出時間が設定されました。これらの波長範囲は GOODS サンプルで使用されているものと一致しているため、両者を直接比較できます。ディープ フィールドと同様に、HUDF ではディレクターの裁量時間を使用しました。可能な限り最高の解像度を得るために、各露出で望遠鏡をわずかに異なる位置に向けることで観測をディザリングしました。このプロセスはハッブル ディープ フィールドで試されました。これにより、最終的な画像は、ピクセル自体で通常可能になる解像度よりも高くなります。[12]
観測は2003年9月23日から10月28日までと、2003年12月4日から2004年1月15日までの2回に分けて行われた。総露出時間は400周回で100万秒弱、通常の露出時間は1200秒である。[12] ACSの露出は1周回あたり2枚、計800枚が11.3日間にわたって撮影され、NICMOSは4.5日間観測した。個々のACSの露出はすべてアントン・コークモアによって処理され、科学的に有用な画像のセットにまとめられた。それぞれの総露出時間は134,900秒から347,100秒である。全天を同じ感度で観測するには、HSTは100万年間連続して観測する必要がある。[1]
ACSの感度では、高赤方偏移の銀河の検出能力は6程度に制限されています。ACS画像と並行して取得された深部NICMOSフィールドは、原理的には赤方偏移7以上の銀河の検出に使用できますが、同様の深さの可視バンド画像が欠けていました。高赤方偏移の天体は可視バンドでは見えないはずなので、これらを識別するために必要です。NICMOS並行フィールドの上で深部可視露出を取得するために、後続プログラムHUDF05が承認され、2つの並行フィールドを観測するために204周回が許可されました（GO-10632）。[14] HSTの向きは、さらなるNICMOS並行画像がメインのUDFフィールドの上にくるように選択されました。
2009年にハッブル宇宙望遠鏡にWFC3が搭載された後、HUDF09プログラム（GO-11563）は、新たに利用可能になったF105W、F125W、F160W赤外線フィルター（Y、J、Hバンドに相当）を使用して、HUDFを含む3つの分野の観測に192周回を費やしました。[5] [15]
コンテンツ
HUDFはこれまでに撮影された宇宙の最も深い画像であり、ビッグバン後4億年から8億年の間に存在した銀河（赤方偏移7から12）を探すために使用されてきた。[1] [古い情報源] HUDF内のいくつかの銀河は、測光赤方偏移に基づいて、最も遠い天体の候補となっている。距離59,000光年にある赤色矮星 UDF 2457は、HUDFによって解像された最も遠い星である。[16]フィールドの中心近くにある星は、見かけの等級が18.95のUSNO-A2.0 0600–01400432である。[17] [より良い情報源が必要]
ACSによって撮影された領域には10,000を超える天体が含まれており、その大部分は銀河であり、その多くは赤方偏移が3を超えており、いくつかは赤方偏移が6から7の間である可能性があります。[12] NICMOSの 測定では、赤方偏移が最大12の銀河が発見された可能性があります。[1]
科学的結果
HUDFは、ビッグバンから10億年以内の銀河形成のごく初期段階で、星形成が活発に行われていたことを明らかにしました。 [12]また、銀河の分布、さまざまな時代の銀河の数、大きさ、明るさの特性評価も改善され、銀河の進化の調査に役立っています。[12]高赤方偏移の銀河は低赤方偏移の銀河よりも小さく、対称性が低いことが確認されており、ビッグバンから最初の数十億年間の銀河の急速な進化を明らかにしています。[12]
ハッブル・エクストリーム・ディープフィールド
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2012年9月25日に公開されたハッブルエクストリームディープフィールド（HXDF）は、ハッブルウルトラディープフィールド画像の中心にある空間の一部を撮影した画像です。10年間にわたって収集された合計200万秒（約23日間）の露出時間を表すこの画像は、2.3分角×2分角の領域をカバーしており、[18]これはHUDFの領域の約80％に相当します。これは空の約3200万分の1に相当します。
HXDF には約 5,500 個の銀河が含まれており、最も古いものは 132 億年前の姿が見られます。最も暗い銀河は、人間の目で見える明るさの 100 億分の 1 しかありません。画像内の赤い銀河は、老齢期に大規模な衝突を起こした銀河の残骸です。画像内の小さな銀河の多くは、非常に若い銀河であり、最終的には天の川銀河や私たちの銀河系周辺の他の銀河と同様に大きな銀河に成長しました。[6]
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XDFのサイズと月の大きさの比較 -
HXDF 画像は、前景平面の成熟した銀河、50 億年から 90 億年前のほぼ成熟した銀河、および90 億年を超える原始銀河を示しています。 -
ハッブル・エクストリーム・ディープフィールド画像がどのように作成されたかについてのビデオ (02:42)。
参照
参考文献
- ^ abcde 「ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた史上最深の宇宙、最古の銀河を発見」（プレスリリース）。NASA 。 2004年3月9日。 2024年3月9日閲覧。
- ^ 「HubbleSite: カテゴリ - ニュース」。hubblesite.org。2016年11月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月26日閲覧。
- ^ “Moon Illusion”. homes.wmich.edu . 2017年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月26日閲覧。
- ^ 「HubbleSite: ニュース - ハッブルの宇宙の最も深い視野が、これまで見たことのない銀河を明らかにする」hubblesite.org。
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- ^ 「IAC プレスリリース - ハッブル宇宙望遠鏡の最も深い画像をさらに深く」カナリア天体物理学研究所2019年1月24日。
- ^ 「ハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールド 2014」HubbleSite.org . 2022年1月25日閲覧。
- ^ “カナリアス天文学研究所 - IAC - 教育支援”. www.iac.es。 2019 年 1 月 24 日。2019 年2 月 5 日に取得。
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- ^ マルホトラ、サンジータ。「ハッブルが見ることができる限り」（PDF）。アリゾナ州立大学。 2010年10月28日閲覧。
- ^ 「ハイライトHUDFセンター3 32 39.0 -27 47 29.1」Wikisky 。 2010年10月28日閲覧。
- ^ 「ハッブル宇宙望遠鏡、極限の観測で宇宙最遠方観測に成功」 2012年9月25日。2013年10月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年2月26日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ハッブル・ウルトラ・ディープ・フィールドに関連するメディアがあります。
ウィキメディア・コモンズには、ハッブル・エクストリーム・ディープ・フィールドに関連するメディアがあります。
- アニメーション付きNASAサイト
- 初期宇宙における銀河形成の探究 - 最初の銀河はどのようにして急速に大きくなったのでしょうか?
- 10,000 個の銀河をマップしたスケーラブルなインタラクティブ UDF。Wikisky.org
- XDF 画像の Hubblesite ページ
- UCO/Lick 天文台の XDF プロジェクト
- APODのハッブル超深宇宙光音場
- ABYSS ハッブル ウルトラディープフィールド
