How big is Kaugus Hubble'i süvaväljani?

Hubble'i süvaväli on Hubble'i kosmoseteleskoobi 1995. aastal tehtud pilt väga väikesest, peaaegu tühjast taevalaigust. Sellel on näha umbes 3 000 galaktikat väga erinevatel kaugustel. 2000. aasta seisuga on kõige kaugemad kinnitatud kaugusega galaktikad nähtavad valguses, mis asus teele umbes 12,8 miljardit aastat tagasi ja on Maale jõudmiseks läbinud umbes 12,8 miljardit valgusaastat. Valgusaasta on vahemaa, mille valgus läbib ühe aastaga. Kuna universum on sellest ajast saadik paisunud, asuvad need galaktikad nüüd umbes 27 miljardi valgusaasta kaugusel.

Kaugus

Hubble'i süvaväljani ei ole ühte kindlat kaugust. Pilt vaatab ruumi läbi kitsa toru ja selle sees olevad galaktikad asuvad kõikvõimalikel kaugustel mööda seda toru. Astronoomid leiavad galaktika kauguse tema punanihkest, mis näitab, kui palju on universumi paisumine galaktika valgust venitanud. Suurem punanihe tähendab, et valgus asus teele kauem aega tagasi.

2000. aastaks olid astronoomid mõõtnud põhiväljas umbes 150 punanihet, vahemikus 0,089 kuni 5,60. Kaks kõige kaugemat galaktikat, punanihetega 5,34 ja 5,60, valiti esmalt välja värvide järgi ja kinnitati seejärel 1998. aastal. Enamik pildil olevaid galaktikaid on liiga hämarad, et nende punanihet sel viisil mõõta.

Punanihke teisendamiseks kauguseks on vaja mudelit selle kohta, kuidas universum on paisunud. Plancki satelliidi mõõdetud väärtustega asus punanihkega 5,60 galaktika valgus teele umbes 12,8 miljardit aastat tagasi, kui universum oli umbes 1 miljard aastat vana. Ruum on selle valguse teekonna ajal veninud, mistõttu asub valguse kiirganud galaktika nüüd umbes 27 miljardi valgusaasta kaugusel. Sama mudeli järgi asuvad süvavälja lähimad galaktikad, punanihkega 0,089, umbes 1,3 miljardi valgusaasta kaugusel.

Suuruste võrdlused

• Hubble'i süvaväli katab taevalaigu, mis on umbes sama lai kui 23 meetri kauguselt nähtav USA kümnesendine münt (dime).
• See laik on umbes üks kolmeteistkümnendik Kuu täisketta laiusest. Kogu taeva katmiseks oleks vaja umbes 28 miljonit sama suurt pilti.
• Herkulese–Põhjakrooni suure seina, punanihkega 1,6–2,1 väljapakutud struktuuri, valgus asus teele umbes 10 miljardit aastat tagasi. See on umbes 2–3 miljardit aastat hiljem kui süvavälja kõige kaugemate kinnitatud kaugusega galaktikate valgus.
• Vaadeldava universumi serv on praegu umbes 46 miljardi valgusaasta kaugusel. Punanihkega 5,60 galaktika, mis asub nüüd umbes 27 miljardi valgusaasta kaugusel, on veidi rohkem kui poolel teel selle servani.

Kuidas pilt tehti

Kosmoseteleskoobi Teadusinstituudi toonane direktor Robert Williams kasutas projektiks suure osa temale kuulunud teleskoobiajast. Tema meeskond valis koha Suure Vankri aisa lähedal, Suure Vankri tähtkujus, kaugel Linnutee tihedast tasandist. Hubble'i teleskoop tegi sellest kohast 342 säritust kümne päeva jooksul, 18.–28. detsembril 1995.

Säritused tehti ultravioletses, sinises, punases ja infrapunases valguses ning ühendati üheks värvipildiks. Enamik galaktikaid on umbes neli miljardit korda hämaramad, kui inimsilm näha suudab. Süvavälja peetakse kogu taevast esindavaks, sest universum näeb igas suunas välja üsna ühesugune.

Sügavamad väljad

Hubble'i teleskoop kordas projekti lõunataevas 1998. aastal, tehes Hubble'i lõunapoolse süvavälja Tuukani tähtkujus. 2004. aastal kasutati Hubble'i ülisüvavälja jaoks säritusi kokku miljoni sekundi ulatuses ja see näitas umbes 10 000 galaktikat. Selle pildid ulatusid mõne esimese pärast Suurt Pauku tekkinud galaktikani.

Allikad

• Hubble's Deepest View of the Universe Unveils Bewildering Galaxies across Billions of Years. NASA, 1996.
• Hubble's Deep Fields. NASA Science.
• The Hubble Deep Fields. Ferguson et al., Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2000.
• Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
• Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Davis and Lineweaver, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004.
• Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2014.