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哈柏XDF極深空影像圖穿越時空看見4.5億歲星系

2012/10/05 | | 標籤:

一如攝影者總會將其最佳作品集結成photo portfolio,天文學家也為人類迄今對宇宙最深遠的凝視和認識做出最新詮釋,但是,只透過一張圖;NASA新公佈的哈柏極深空影像—”XDF”。

這張圖,匯集哈柏太空望遠鏡10年功力於一,被取名為”eXtreme Deep Field”(簡稱XDF),它是「哈柏深空圖像」(Hubble Ultra Deep Field,以下簡稱UDF)的新一代進階版,僅取景自UDF中央的一小塊天區,這塊區域,範圍相當的小,視直徑僅只有滿月的幾十分之一。

UDF特寫的是天爐座中一小塊天區,那是以哈柏望遠鏡2003年到2004年所取得的圖像為資料組合而成的一張圖。UDF使用不少觀測時間,取得了成千星系既微弱又珍貴的光線,以圖像為世人呈現了我們的宇宙裡,不分遠近、老少皆有、儀態萬千的各種星系。10年前,UDF是當代全宇宙最深景像的最佳代表作。

NASA最新公佈的全彩XDF圖像,影像比上一代UDF更銳利,雖然視野更小,其中卻塞滿多達5,500個星系,最黯淡星系的亮度甚至只有人類視力可分辨亮度的百億分之一。

在這張圖像中,既出現形狀外觀上與銀河系及仙女座星系近似,以其壯麗而很有可看性著稱的「螺旋星系」;同時它也內嵌著許許多多已停止形成新恆星、比較大、但形狀模模糊糊的那些「紅星系」,紅星系是星系之間戲劇性碰撞後的殘骸,屬於星系已步入演化末期的「晚年」。另外還有許多暗淡、遙遠、微小的星系,像胡椒粉一樣灑滿在這整張圖像上–今天看來很壯觀的星系,在早期的幼稚園階段,樣貌大約就是如此。從宇宙中的第一代星系直到今天像我們銀河系這樣巨大的星系,它一律兼容並蓄的這麼一張銳利圖像裡,蘊含著如此廣博的星系宇宙歷史,精采得令人驚嘆。

哈柏太空望遠鏡過去10年中,上千次地重覆造訪了這塊位於南天的天區,並拍攝影像,總曝光時間達200萬秒。哈柏望遠鏡上兩個主要相機:先進巡天照相機和哈柏3號廣角相機,在這塊天區裡共拍攝了近2,000張以上的圖像。哈柏3號廣角相機並且將哈柏太空望遠鏡的視野推到近紅外光波段。

「哈柏超深空2009計畫」(HUDF 2009)的計畫主持人表示,XDF是目前為止,景深最深的一張天空圖像,它為我們揭露了最暗、最遙遠星系的樣貌,也讓我們的探索領域可以朝宇宙更早時期更推前一步。

目前的宇宙是137億歲,XDF影像中我們可以看到來自132億年前的星系所發出的光。在XDF這張影像中我們所看見的大多數星系,因為其實都還極為年輕,所以很小,後來它們將會在碰撞和合併事件中經歷到猛烈地成長。在宇宙早期,含有明亮的藍色恆星的星系大量活潑地誕生,那些藍色恆星,遠比我們的太陽還明亮得多。源自遠古的過去事件而來的光,經歷了漫長旅程,直到現在才抵達地球。XDF,等於像是一座讓我們可直通遙遠過去的時空隧道。在這張XDF圖像裡所找得到的最年輕星系,距離宇宙誕生的「大霹靂」,僅僅只有4.5億年而已。

哈柏太空望遠鏡是發射升空於1990年。在此之前,只要遠於70億光年以外,一般正常的星系,天文學家幾乎是看不到的,那意味著人類看宇宙的能見度僅只及於整個宇宙的一半。當時,單單透過地面型望遠鏡的觀測,想了解早期宇宙中星系如何形成和演化似乎是遙不可及的目標。

因為有了哈柏望遠鏡開始捎回地球的那些影像,天文學家才第一次看得見星系早期實際形式和形狀如何,那也是直接證據能證明:宇宙的確會隨著時間進程而改變。像一齣每一楨畫格都停格一次的動畫,哈柏深空調查向我們展現了嬰兒時期的宇宙如何出現結構,隨後,星系又經過了哪些活力四射的演化。

專精於紅外線波段的詹姆斯韋伯太空望遠鏡(簡稱JWST),未來它的觀測重點即將會是放在這張XDF圖像的視野之中。JWST的任務是,找到存在於宇宙只有幾億歲時那些光線更微弱的星系。因為宇宙膨脹的關係,從遙遠的過去而來的光線會被拉長,位移到波長較長的紅外光波段區。JWST的「紅外視線」能力因此特別適合於將XDF裡所暗藏的影像再做進一步更深入的探索,以求得第一代恆星和星系形成時,發出了光、照亮了宇宙黑暗時期的那些珍貴影像。JWST預定於2018年發射。

至於這張哈柏XDF圖像的探索之旅,可能最快在今年年底就會有更進階版的公佈,根據BBC報導指出,由美英兩國天文學者合組的一個團隊已經再多取得了哈柏望遠鏡100小時以上的時間,進行進一步觀測,屆時可望能看得到更古老的星系。(Lauren 譯)

資料來源:Hubble Goes to the eXtreme to Assemble Farthest-Ever View of the Universe. NASA [SEP.25.12]

轉載自 網路天文館

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