How big is Distanța până la HDF?

Câmpul Profund Hubble este o imagine a unei porțiuni minuscule și aproape goale de cer, realizată de Telescopul Spațial Hubble în 1995. Ea arată aproximativ 3.000 de galaxii aflate la multe distanțe diferite. Cele mai îndepărtate dintre ele cu distanțe confirmate până în 2000 sunt văzute prin lumina care a pornit în urmă cu aproximativ 12,8 miliarde de ani și a străbătut aproximativ 12,8 miliarde de ani-lumină până la Pământ. Un an-lumină este distanța pe care o parcurge lumina într-un an. Pentru că Universul s-a extins de atunci, aceste galaxii se află acum la aproximativ 27 de miliarde de ani-lumină.

Distanță

Nu există o distanță unică până la Câmpul Profund Hubble. Imaginea privește de-a lungul unui tub îngust prin spațiu, iar galaxiile din ea se găsesc la toate distanțele posibile de-a lungul acelui tub. Astronomii află cât de departe se află o galaxie din deplasarea spre roșu, o măsură a cât de mult a întins expansiunea Universului lumina galaxiei. O deplasare spre roșu mai mare înseamnă că lumina a pornit mai demult.

Până în 2000, astronomii măsuraseră aproximativ 150 de deplasări spre roșu în câmpul principal, cuprinse între 0,089 și 5,60. Cele mai îndepărtate două galaxii, cu deplasări spre roșu de 5,34 și 5,60, au fost mai întâi identificate după culori și apoi confirmate în 1998. Cele mai multe galaxii din imagine sunt prea puțin luminoase pentru ca deplasările lor spre roșu să poată fi măsurate în acest mod.

Transformarea unei deplasări spre roșu într-o distanță necesită un model al felului în care s-a extins Universul. Cu valorile măsurate de satelitul Planck, lumina cu deplasarea spre roșu 5,60 a pornit în urmă cu aproximativ 12,8 miliarde de ani, când Universul avea aproximativ 1 miliard de ani. Spațiul s-a întins cât timp a călătorit lumina, așa că galaxia care a trimis-o se află acum la aproximativ 27 de miliarde de ani-lumină. După același model, cele mai apropiate galaxii din câmp, cu deplasarea spre roșu 0,089, se află la aproximativ 1,3 miliarde de ani-lumină.

Comparații de dimensiune

Câmpul Profund Hubble acoperă o porțiune de cer de aproximativ aceeași lățime cu o monedă americană de 10 cenți (dime) văzută de la 23 de metri distanță.
Această porțiune are aproximativ o treisprezecime din lățimea Lunii pline. Ar fi nevoie de aproximativ 28 de milioane de imagini de aceeași dimensiune pentru a acoperi tot cerul.
Lumina de la Marele Zid Hercule–Coroana Boreală, o structură propusă, aflată la deplasări spre roșu de 1,6–2,1, a pornit în urmă cu aproximativ 10 miliarde de ani. Aceasta este cu aproximativ 2–3 miliarde de ani mai târziu decât lumina celor mai îndepărtate galaxii confirmate din Câmpul Profund.
Marginea Universului observabil se află astăzi la aproximativ 46 de miliarde de ani-lumină. O galaxie cu deplasarea spre roșu 5,60, aflată acum la aproximativ 27 de miliarde de ani-lumină, se află la puțin mai mult de jumătate din drumul până la acea margine.

Cum a fost realizată imaginea

Robert Williams, pe atunci director al Space Telescope Science Institute, a folosit pentru proiect o mare parte din propriul timp de telescop care îi revenea. Echipa lui a ales un loc aflat lângă oiștea Carului Mare, în constelația Ursa Mare, departe de planul aglomerat al Căii Lactee. Hubble a făcut 342 de expuneri ale acelui loc în zece zile, între 18 și 28 decembrie 1995.

Expunerile au fost făcute în lumină ultravioletă, albastră, roșie și infraroșie și au fost combinate într-o singură imagine color. Cele mai multe galaxii sunt de aproximativ patru miliarde de ori mai slabe decât poate vedea ochiul uman. Câmpul este considerat reprezentativ pentru întregul cer, deoarece Universul arată în mare parte la fel în toate direcțiile.

Câmpuri mai profunde

Hubble a repetat proiectul pe cerul sudic în 1998, cu Câmpul Profund Hubble Sud din constelația Tucanul. În 2004, Câmpul Ultra Profund Hubble a folosit expuneri însumând un milion de secunde și a arătat aproximativ 10.000 de galaxii. Imaginile sale au ajuns la unele dintre primele galaxii formate după Big Bang.