Hubble eXtreme Deep Field (XDF) to obraz niewielkiego fragmentu przestrzeni kosmicznej w centrum Ultragłębokiego Pola Hubble'a. Znajduje się on w kierunku gwiazdozbioru Fornax. Obraz ten przedstawia najgłębszy optyczny wgląd w przestrzeń kosmiczną — ujawnia setki, a nawet tysiące bardzo słabych, odległych galaktyk, których światło podróżowało miliardy lat, zanim dotarło do teleskopu Hubble'a.
Obraz XDF został udostępniony 25 września 2012 roku. Powstał przez połączenie około 10 lat zdjęć wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a, w tym danych z aparatury optycznej i bliskiej podczerwieni. Łączny czas ekspozycji wynosił około dwóch milionów sekund (blisko 23 dni), co umożliwiło zarejestrowanie niezwykle słabych źródeł światła. Dzięki temu w polu XDF odkryto galaktyki, które mają ponad 13,2 miliarda lat — obserwujemy je takimi, jakimi były we wczesnych etapach formowania Wszechświata, zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.
Jak powstał obraz
Tworzenie XDF polegało na dokładnym składaniu wielu ekspozycji wykonanych w różnych filtrach, usuwaniu zakłóceń (np. śladów promieni kosmicznych) i poprawianiu obrazu metodami cyfrowymi. Połączenie danych z aparatury optycznej i bliskiej podczerwieni zwiększyło czułość na bardzo odległe, przesunięte ku czerwieni obiekty, dzięki czemu możliwe było wykrycie galaktyk o bardzo dużych wartościach przesunięcia ku czerwieni (wysokich redshiftach).
Skala i jasność
XDF obejmuje niezwykle mały kawałek nieba — znacznie mniejszy niż tarcza Księżyca — ale zawiera w sobie tysiące galaktyk. Najmniej jasne z nich mają jasność rzędu jednej dziesięciomiliardowej części tego, co może zobaczyć ludzkie oko, dlatego do ich wykrycia potrzebne były długie ekspozycje i zaawansowane złożenie danych.
Znaczenie naukowe
Obraz XDF dostarczył bogatego materiału do badań nad wczesną ewolucją galaktyk, historią powstawania gwiazd oraz okresem rejonizacji Wszechświata. Dzięki niemu astronomowie mogli lepiej oszacować tempo formowania się masy gwiazdowej w młodym Wszechświecie, zidentyfikować bardzo i słabo świecące obiekty oraz przygotować cele do dalszych obserwacji teleskopami pracującymi w innych zakresach fal (np. teleskopami podczerwonymi).
Rezultaty i porównanie z wcześniejszymi obrazami
Hubble eXtreme Deep Field dodał kolejne 5 500 galaktyk do widoku Hubble'a z lat 2003 i 2004 na bardzo małą część najdalszego Wszechświata. Wiele z wykrytych obiektów to niewielkie, młode galaktyki, które z czasem mogły łączyć się i ewoluować w większe systemy — takie jak nasza Droga Mleczna i inne galaktyki w naszym galaktycznym sąsiedztwie. Obraz XDF stał się ważnym punktem odniesienia dla późniejszych badań i obserwacji, w tym dla misji wykorzystujących nowe generacje teleskopów.
Dostępność
Obraz XDF został upubliczniony, co umożliwiło zarówno naukowcom, jak i szerokiej publiczności zapoznanie się z najgłębszym znanym wówczas widokiem optycznym Wszechświata. Zestawioną mozaikę i katalogi źródeł wykorzystuje się do dalszych analiz, wyszukiwania kandydatów na bardzo odległe galaktyki oraz planowania obserwacji kolejnych, bardziej czułych instrumentów.
Podsumowując, Hubble eXtreme Deep Field to kamień milowy w badaniach kosmicznych: obraz łączący długie ekspozycje i zaawansowaną obróbkę danych, który odsłonił fragment Wszechświata widziany w jego młodych latach i dostarczył kluczowych informacji o początkach formowania galaktyk.
