Ngay cả sau gần ba thập kỷ phục vụ trung thành, Kính thiên văn vũ trụ Hubble vẫn tiếp tục hoạt động và cung cấp những hình ảnh ngoạn mục về vũ trụ. Là một trong những đài quan sát vĩ đại của NASA, các quan sát của nó về các thiên hà xa xôi, ngoại hành tinh và sự giãn nở của Vũ trụ đã có tác động cách mạng đối với thiên văn học, vật lý thiên văn và vũ trụ học.
Đóng góp mới nhất của Hubble xông ra dưới dạng hình ảnh khảm trên bầu trời sâu được xây dựng bằng cách sử dụng các quan sát trong 16 năm. Được biết đến như là lĩnh vực di sản của Hub Hubble Legem, bức tranh khảm này đang được mô tả là cuốn sách lịch sử lớn nhất và toàn diện nhất về các thiên hà. Tất cả đã nói, nó chứa khoảng 265.000 thiên hà có niên đại chỉ sau 500 triệu năm sau Vụ nổ lớn.
Gần 7.500 lần phơi sáng riêng lẻ đã đi vào việc tạo ra Trường Di sản Hubble, cung cấp một bức chân dung rộng lớn về Vũ trụ xa xôi nhìn lại thời gian sớm nhất có thể nhìn thấy. Khi làm như vậy, hình ảnh cho thấy các thiên hà đã thay đổi theo thời gian, phát triển thông qua các vụ sáp nhập để trở thành các thiên hà khổng lồ mà chúng ta thấy trên Tạp chí Vũ trụ. Điều này có nghĩa là 13,3 tỷ năm tiến hóa vũ trụ đã được ghi lại trong một hình ảnh này.
Nỗ lực đầy tham vọng này bao gồm công việc tập thể của 31 chương trình Hubble của các nhóm nhà thiên văn học khác nhau. Nó cũng kết hợp các quan sát được thực hiện bởi một số khảo sát trường sâu Hubble. Chúng bao gồm Trường sâu Hubble năm 1995, Khảo sát sâu về nguồn gốc của Đài quan sát lớn (HÀNG HÓA) năm 2003, Trường siêu sâu Hubble năm 2004 và Trường sâu eXtreme (XDF) năm 2012, là nơi nhìn sâu nhất về Vũ trụ cho đến nay .
Là Garth Illingworth, Giáo sư danh dự tại UCSC và là người đứng đầu nhóm đã lắp ráp
Bây giờ chúng tôi đã mở rộng hơn so với các khảo sát trước đây, chúng tôi đang thu hoạch nhiều thiên hà xa hơn trong bộ dữ liệu lớn nhất từng được sản xuất. Không có hình ảnh nào có thể vượt qua bức ảnh này cho đến khi các kính viễn vọng không gian trong tương lai như James Webb được tung ra.
Ngoài việc hiển thị các thiên hà trong ánh sáng khả kiến, phạm vi bước sóng trải dài từ tia cực tím đến phần cận hồng ngoại của quang phổ. Đây là chìa khóa trong thiên văn học và vũ trụ học hiện đại, trong đó nó cho phép các tính năng chính của sự lắp ráp thiên hà được thể hiện rõ ràng. Một ví dụ điển hình là
Các nhà nghiên cứu chính của danh mục KINA Whitaker thuộc Đại học Connecticut, cho biết, các phép đo độ phân giải cao tinh tế như vậy của nhiều thiên hà trong danh mục này cho phép một loạt các nghiên cứu ngoài vũ trụ. Thông thường, các loại khảo sát này đã mang lại những khám phá không lường trước được, có tác động lớn nhất đến sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa của thiên hà.
Khoảng một thế kỷ trước, Edwin Hubble (người được đặt tên là HST) đã mô tả các thiên hà là các điểm đánh dấu của không gian. Vào thời điểm đó, anh ta đang quan sát các thiên hà xa xôi và lưu ý rằng ánh sáng đến từ phần lớn trong số chúng bị dịch chuyển về phía cuối màu đỏ của quang phổ - hay còn gọi là. Dịch chuyển đỏ, một trong những dấu hiệu cho thấy các vật thể thiên văn đang rời xa chúng ta.
Những quan sát này đã xác nhận một dự đoán được đưa ra bởi Thuyết Einstein Thuyết tương đối rộng - rằng Vũ trụ hoặc ở trong trạng thái giãn nở hoặc co lại. Các cuộc điều tra sau đó đã sử dụng các thiên hà để đo tốc độ giãn nở vũ trụ (được gọi là Hằng số Hubble), cũng đã đưa ra manh mối về vật lý cơ bản của vũ trụ, khi các nguyên tố hóa học bắt nguồn và cách thức hệ Mặt trời và sự sống của chúng ta xuất hiện.
Quan điểm rộng hơn này đặc biệt hữu ích trong khía cạnh đó vì nó chứa số lượng thiên hà gấp khoảng 30 lần so với các trường sâu trước đây. Trường Di sản cũng đã tiết lộ một số vật thể khác thường, nhiều trong số đó là tàn dư của các vụ va chạm và sáp nhập diễn ra trong Vũ trụ sơ khai - thứ được gọi là tàu phá hủy thiên hà.
Như bạn có thể tưởng tượng, lắp ráp hình ảnh này không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Như Dan Magee, thuộc Đại học California, Santa Cruz, trưởng nhóm xử lý dữ liệu của nhóm, giải thích:
Mục tiêu của chúng tôi là lắp ráp tất cả 16 năm phơi sáng thành một hình ảnh cũ. Trước đây, hầu hết các phơi nhiễm này đã không được kết hợp theo một cách nhất quán có thể được sử dụng bởi bất kỳ nhà nghiên cứu nào. Các nhà thiên văn học có thể chọn dữ liệu trong Trường Di sản mà họ muốn và làm việc với dữ liệu đó ngay lập tức, trái với việc phải thực hiện một lượng giảm dữ liệu khổng lồ trước khi tiến hành phân tích khoa học.
Mặc dù là hình ảnh chi tiết và mở rộng nhất về các thiên hà từng được chụp, hình ảnh mới này chỉ là hình ảnh đầu tiên trong một loạt các hình ảnh của Hubble Legacy Field. Nhóm nghiên cứu hiện đang nghiên cứu một bộ ảnh khác, với tổng số hơn 5.200 lần phơi sáng Hubble, từ một khu vực khác trên bầu trời. Nhìn về phía trước, các nhà thiên văn học hy vọng sẽ mở rộng phạm vi đa bước sóng trong các hình ảnh cũ để bao gồm nhiều dữ liệu hơn về
Điều này sẽ bao gồm các quan sát tia X và tia X năng lượng cao bước sóng dài từ hai Đài quan sát lớn khác của NASA - Kính thiên văn vũ trụ Spitzer và Đài quan sát tia X Chandra. Như thành viên nhóm Rychard Bouwens của Đại học Leiden ở Hà Lan cho biết trong thông cáo báo chí ESA:
Một khía cạnh thú vị của những hình ảnh mới này là số lượng lớn các kênh màu nhạy cảm hiện có để xem các thiên hà xa xôi, đặc biệt là ở vùng cực tím của quang phổ. Với hình ảnh ở rất nhiều tần số, chúng ta có thể phân tích ánh sáng từ các thiên hà thành sự đóng góp của các ngôi sao già và trẻ, cũng như các hạt nhân thiên hà hoạt động.
Trong khi đó, không có hình ảnh nào về Vũ trụ được dự kiến sẽ vượt qua hình ảnh của Hubble Legacy Field cho đến khi các kính viễn vọng không gian thế hệ tiếp theo được tung ra. Chúng bao gồm Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) và Kính viễn vọng không gian hồng ngoại diện rộng (WFIRST), cả hai đều có dụng cụ sẽ cung cấp độ phân giải và độ nhạy được cải thiện hơn Hubble và do đó cho phép khảo sát sâu hơn.
Số lượng lớn các thiên hà trong hình ảnh Di sản cũng là mục tiêu chính cho các kính viễn vọng trong tương lai. Như Illingworth đã nói trong thông cáo báo chí của HubbleSite:
Chúng tôi đã kết hợp bức tranh khảm này như một công cụ được sử dụng bởi chúng tôi và bởi các nhà thiên văn học khác. Kỳ vọng là cuộc khảo sát này sẽ dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn, sâu sắc hơn và sâu sắc hơn về sự tiến hóa của vũ trụ trong những năm tới. Điều này thực sự sẽ tạo tiền đề cho Kính viễn vọng khảo sát hồng ngoại tầm rộng theo kế hoạch của NASA Trường Di sản là một đường dẫn cho WFIRST, nó sẽ chụp một hình ảnh lớn hơn 100 lần so với ảnh Hubble thông thường. Chỉ trong ba tuần, giá trị quan sát của WFIRST chỉ trong ba tuần, các nhà thiên văn học sẽ có thể lắp ráp một trường sâu hơn nhiều và lớn hơn gấp đôi so với Trường di sản Hubble.
Ngoài ra, khả năng chụp ảnh JWST cũng trong dải IR (vượt quá giới hạn của Hubble hoặc là Spitzer) sẽ cho phép các nhà thiên văn học thăm dò sâu hơn nhiều vào hình ảnh Trường Di sản để tiết lộ thêm về cách các thiên hà trẻ sơ sinh phát triển. Hình ảnh (cùng với các mức phơi sáng riêng lẻ đã được tạo ra) có sẵn thông qua Lưu trữ Mikulski cho Kính viễn vọng Không gian (MAST).
