O Hubble Deep Field é uma imagem de uma pequena região do céu, quase vazia, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble em 1995. Ela mostra cerca de 3.000 galáxias em muitas distâncias diferentes. As mais distantes com distâncias confirmadas até 2000 são vistas por uma luz que partiu há cerca de 12,8 bilhões de anos e percorreu cerca de 12,8 bilhões de anos-luz até chegar à Terra (um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano). Como o universo se expandiu desde então, essas galáxias estão hoje a cerca de 27 bilhões de anos-luz de distância.

Distância

Não existe uma única distância para o Hubble Deep Field. A imagem observa uma faixa estreita do espaço, como um tubo, e as galáxias nela estão espalhadas em todas as distâncias ao longo desse tubo. Os astrônomos determinam a que distância uma galáxia está a partir de seu desvio para o vermelho, uma medida de quanto a expansão do universo esticou sua luz. Um desvio para o vermelho maior significa que a luz partiu há mais tempo.

Até 2000, os astrônomos já haviam medido cerca de 150 desvios para o vermelho no campo principal, variando de 0,089 a 5,60. As duas galáxias mais distantes, com desvios para o vermelho de 5,34 e 5,60, foram identificadas primeiro por suas cores e depois confirmadas em 1998. A maioria das galáxias na imagem é fraca demais para que seus desvios para o vermelho sejam medidos dessa forma.

Converter um desvio para o vermelho em distância exige um modelo de como o universo se expandiu. Com os valores medidos pelo satélite Planck, a luz de um desvio para o vermelho de 5,60 partiu há cerca de 12,8 bilhões de anos, quando o universo tinha cerca de 1 bilhão de anos. O espaço se esticou enquanto essa luz viajava, de modo que a galáxia que a emitiu está hoje a cerca de 27 bilhões de anos-luz de distância. Pelo mesmo modelo, as galáxias mais próximas do campo, com desvio para o vermelho de 0,089, estão a cerca de 1,3 bilhão de anos-luz de distância.

Comparações de tamanho

O Hubble Deep Field cobre uma região do céu com uma largura aproximada à de uma moeda de dez centavos de dólar vista a 23 metros de distância.
Essa região tem cerca de um treze avos da largura da Lua cheia. Seriam necessárias cerca de 28 milhões de imagens desse mesmo tamanho para cobrir todo o céu.
A luz da Grande Muralha de Hércules–Coroa Boreal, uma estrutura proposta em desvios para o vermelho entre 1,6 e 2,1, partiu há cerca de 10 bilhões de anos. Isso é cerca de 2 a 3 bilhões de anos depois da luz das galáxias mais distantes confirmadas no Deep Field.
A borda do universo observável está hoje a cerca de 46 bilhões de anos-luz de distância. Uma galáxia com desvio para o vermelho de 5,60, agora a cerca de 27 bilhões de anos-luz de distância, está um pouco mais da metade do caminho até essa borda.

Como a imagem foi feita

Robert Williams, então diretor do Space Telescope Science Institute, usou boa parte do tempo de observação que lhe cabia no telescópio para o projeto. Sua equipe escolheu um ponto perto do cabo do Grande Carro, na constelação de Ursa Maior, longe do plano populoso da Via Láctea. O Hubble fez 342 exposições dessa região ao longo de dez dias, de 18 a 28 de dezembro de 1995.

As exposições foram feitas em luz ultravioleta, azul, vermelha e infravermelha e combinadas em uma única imagem colorida. A maioria das galáxias é cerca de quatro bilhões de vezes mais fraca do que o olho humano consegue enxergar. Considera-se que o campo é representativo de todo o céu, pois o universo parece muito semelhante em qualquer direção.

Campos mais profundos

O Hubble repetiu o projeto no hemisfério sul do céu em 1998, com o Hubble Deep Field South, na constelação do Tucano. Em 2004, o Hubble Ultra Deep Field usou exposições que somaram um milhão de segundos e revelou cerca de 10.000 galáxias. Suas imagens alcançaram algumas das primeiras galáxias formadas depois do Big Bang.

Fontes

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.

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