Mesmo após quase três décadas de serviço fiel, o Telescópio Espacial Hubble continua a operar e fornece imagens impressionantes do cosmos. Como um dos grandes observatórios da NASA, suas observações de galáxias distantes, exoplanetas e a expansão do Universo tiveram um impacto revolucionário na astronomia, astrofísica e cosmologia.
A contribuição mais recente do Hubble vem na forma de uma imagem de mosaico no céu profundo que foi construída com 16 anos de observações. Conhecido como o "Campo Legado do Hubble", esse mosaico está sendo descrito como o maior e mais abrangente "livro de história" das galáxias. No total, contém cerca de 265.000 galáxias que datam de apenas 500 milhões de anos após o Big Bang.
Quase 7.500 exposições individuais foram feitas na criação do Campo Legado do Hubble, fornecendo um amplo retrato do Universo distante que remonta aos primeiros tempos visíveis. Ao fazer isso, a imagem mostra como as galáxias mudaram ao longo do tempo, crescendo através de fusões e se tornando as galáxias gigantes que vemos na Revista Space. Isso efetivamente significa que 13,3 bilhões de anos de evolução cósmica foram registrados nesta imagem.
Esse empreendimento ambicioso compreende o trabalho coletivo de 31 programas do Hubble por diferentes equipes de astrônomos. Também incorporou observações feitas por várias pesquisas de campo profundo do Hubble. Isso inclui o Hubble Deep Field em 1995, o Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) de 2003, o Hubble Ultra Deep Field de 2004 e o eXtreme Deep Field (XDF) de 2012, que é a visão mais profunda do Universo até hoje. .
Como Garth Illingworth, professor emérito da UCSC e chefe da equipe que montou o
“Agora que fomos além do que em pesquisas anteriores, estamos coletando muitas galáxias mais distantes no maior conjunto de dados já produzido. Nenhuma imagem vai superar essa imagem até o lançamento de futuros telescópios espaciais como James Webb. ”
Além de mostrar galáxias na luz visível, a faixa de comprimento de onda abrange o ultravioleta até a parte do infravermelho próximo do espectro. Isso é fundamental na astronomia e na cosmologia modernas, pois permite que os principais recursos da montagem da galáxia sejam aparentes. Um bom exemplo é
"Essas medições requintadas de alta resolução das inúmeras galáxias deste catálogo permitem uma grande variedade de estudos extragaláticos", disse a pesquisadora principal do catálogo Katherine Whitaker, da Universidade de Connecticut, em Storrs. "Freqüentemente, esses tipos de pesquisas produziram descobertas imprevistas que tiveram o maior impacto em nossa compreensão da evolução das galáxias."
Cerca de um século atrás, Edwin Hubble (para quem o HST é chamado) descreveu galáxias são os "marcadores do espaço". Na época, ele estava observando galáxias distantes e observou como a luz vinda da maioria delas era deslocada para o extremo vermelho do espectro - também conhecido como. "Redshifted", que é uma indicação de que objetos astronômicos estão se afastando de nós.
Essas observações confirmaram uma previsão feita pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein - de que o Universo estava em um estado de expansão ou contração. Pesquisas subsequentes usaram galáxias para medir a taxa de expansão cósmica (conhecida como Constante de Hubble), que também ofereceu pistas sobre a física subjacente do cosmos, quando os elementos químicos se originaram, e como nosso Sistema Solar e vida finalmente apareceram.
Essa visão mais ampla é especialmente útil nesse sentido, pois contém cerca de 30 vezes mais galáxias que os campos profundos anteriores. O Campo Legado também revelou vários objetos incomuns, muitos dos quais são remanescentes de colisões e fusões que ocorreram durante o início do Universo - que são chamados de "naufrágios de trem" galácticos.
Como você pode imaginar, montar esta imagem não foi uma tarefa fácil. Como Dan Magee, da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, líder de processamento de dados da equipe, explicou:
“Nosso objetivo era reunir todos os 16 anos de exposições em uma imagem herdada. Anteriormente, a maioria dessas exposições não havia sido realizada de maneira consistente que pudesse ser usada por qualquer pesquisador. Os astrônomos podem selecionar os dados no campo legado que desejam e trabalhar com eles imediatamente, em vez de ter que realizar uma enorme quantidade de redução de dados antes de realizar análises científicas. ”
Apesar de ser a imagem mais detalhada e abrangente de galáxias já capturada, essa nova imagem é apenas a primeira de uma série de imagens do Hubble Legacy Field. Atualmente, a equipe está trabalhando em outro conjunto de imagens, que totalizam mais de 5.200 exposições do Hubble, de outra área do céu. No futuro, os astrônomos esperam ampliar o alcance de vários comprimentos de onda nas imagens herdadas para incluir ainda mais dados sobre
Isso incluirá infravermelho de comprimento de onda mais longo e observações de raios X de alta energia de outros dois grandes observatórios da NASA - Telescópio Espacial Spitzer e o Observatório de Raios-X Chandra. Como disse o membro da equipe Rychard Bouwens, da Universidade de Leiden, na Holanda, no comunicado de imprensa da ESA:
“Um aspecto interessante dessas novas imagens é o grande número de canais de cores sensíveis agora disponíveis para ver galáxias distantes, especialmente na parte ultravioleta do espectro. Com imagens em tantas frequências, podemos dissecar a luz das galáxias nas contribuições de estrelas velhas e jovens, bem como nos núcleos galácticos ativos. ”
Enquanto isso, não se espera que nenhuma imagem do Universo supere as imagens do Campo Legado do Hubble até que os telescópios espaciais da próxima geração sejam lançados. Estes incluem o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e os Telescópio espacial infravermelho de campo amplo (WFIRST), ambos com instrumentos que oferecerão maior resolução e sensibilidade sobre Hubble e, assim, permitir pesquisas mais aprofundadas.
O grande número de galáxias na imagem do Legacy Field também são os principais alvos para futuros telescópios. Como Illingworth disse em um comunicado de imprensa do HubbleSite:
"Reunimos esse mosaico como uma ferramenta a ser usada por nós e por outros astrônomos. A expectativa é que esta pesquisa leve a uma compreensão ainda mais coerente, aprofundada e maior da evolução do universo nos próximos anos ... Isso realmente definirá o cenário para o telescópio de pesquisa por infravermelho de campo amplo (WFIRST) da NASA. O Legacy Field é um descobridor do WFIRST, que captura uma imagem 100 vezes maior que uma foto típica do Hubble. Em apenas três semanas de observações feitas pelo WFIRST, os astrônomos poderão montar um campo que é muito mais profundo e mais do que o dobro do tamanho do campo legado do Hubble. ”
Além disso, os recursos de imagem do JWST na banda IR (que estão além dos limites de Hubble ou Spitzer) permitirá que os astrônomos investiguem muito mais profundamente a imagem do Legacy Field para revelar mais sobre como as galáxias infantis cresceram. A imagem (juntamente com as exposições individuais que foram feitas para produzi-la) está disponível no Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais (MAST).
