How big is Відстань до Глибокого поля Габбла?

Глибоке поле Габбла — це знімок крихітної, майже порожньої ділянки неба, який зробив космічний телескоп «Габбл» у 1995 році. На ньому видно близько 3 000 галактик на багатьох різних відстанях. Найвіддаленіші з них, відстані до яких підтверджено станом на 2000 рік, видно завдяки світлу, що вирушило приблизно 12,8 мільярда років тому й дійшло до Землі, пройшовши близько 12,8 мільярда світлових років. Світловий рік — це відстань, яку світло проходить за один рік. Оскільки відтоді Всесвіт розширився, ці галактики нині віддалені від Землі приблизно на 27 мільярдів світлових років.

Відстань

Єдиної відстані до Глибокого поля Габбла не існує. Знімок — це погляд уздовж вузької труби крізь простір, і галактики на ньому лежать на всіх відстанях уздовж цієї труби. Астрономи визначають, як далеко розташована галактика, за її червоним зміщенням — мірою того, наскільки розширення Всесвіту розтягнуло її світло. Чим більше червоне зміщення, тим давніше вирушило світло.

До 2000 року астрономи виміряли близько 150 червоних зміщень в основному полі, від 0,089 до 5,60. Дві найвіддаленіші галактики, із червоним зміщенням 5,34 і 5,60, спершу виділили за кольорами, а в 1998 році підтвердили. Більшість галактик на знімку надто тьмяні, щоб їхнє червоне зміщення можна було виміряти таким способом.

Щоб перетворити червоне зміщення на відстань, потрібна модель розширення Всесвіту. За значеннями, виміряними супутником «Планк», світло із червоним зміщенням 5,60 вирушило приблизно 12,8 мільярда років тому, коли Всесвіту було приблизно 1 мільярд років. Поки це світло рухалося, простір розтягувався, тож галактика, яка його випромінила, нині віддалена приблизно на 27 мільярдів світлових років. За тією самою моделлю найближчі галактики поля, із червоним зміщенням 0,089, віддалені приблизно на 1,3 мільярда світлових років.

Порівняння розмірів

Глибоке поле Габбла охоплює ділянку неба приблизно такої ширини, як десятицентова монета США (дайм), яку видно з відстані 23 метри.
Ця ділянка становить приблизно одну тринадцяту ширини повного Місяця. Щоб покрити все небо, знадобилося б близько 28 мільйонів знімків такого самого розміру.
Світло від Великої Стіни Геркулеса — Північної Корони, запропонованої структури із червоним зміщенням 1,6–2,1, вирушило приблизно 10 мільярдів років тому. Це приблизно на 2–3 мільярди років пізніше, ніж вирушило світло від найвіддаленіших підтверджених галактик Глибокого поля.
Край видимого Всесвіту нині розташований приблизно за 46 мільярдів світлових років від нас. Галактика із червоним зміщенням 5,60, нині віддалена приблизно на 27 мільярдів світлових років, лежить трохи далі, ніж на півдорозі до цього краю.

Як створили знімок

Роберт Вільямс, тодішній директор Наукового інституту космічного телескопа (Space Telescope Science Institute), використав для проєкту значну частину власної частки часу телескопа. Його команда обрала ділянку біля ручки Великого Воза, у сузір’ї Велика Ведмедиця, далеко від густо заповненої площини Чумацького Шляху. Упродовж десяти днів, з 18 до 28 грудня 1995 року, «Габбл» зробив 342 експозиції цієї ділянки.

Експозиції зробили в ультрафіолетовому, синьому, червоному та інфрачервоному світлі й об’єднали в один кольоровий знімок. Більшість галактик приблизно в чотири мільярди разів тьмяніші за те, що здатне побачити людське око. Поле вважають типовим для всього неба, бо Всесвіт виглядає майже однаково в усіх напрямках.

Глибші поля

У 1998 році «Габбл» повторив проєкт на південному небі: Південне глибоке поле Габбла розташоване в сузір’ї Тукан. У 2004 році Ультраглибоке поле Габбла, створене на основі експозицій загальною тривалістю мільйон секунд, показало близько 10 000 галактик. Його знімки сягнули деяких із перших галактик, що утворилися після Великого вибуху.