基本介紹
- 中文名：哈勃深場
- 影像範圍：僅144弧秒
基本信息,哈勃超級深場,哈勃極端深場,
基本信息
又稱哈勃深空，所包含的區域幾乎沒有銀河系中的恆星，可見的3,000多個物體全部都是遙遠的星系，其中更包含了目前所知最早、以及最遙遠的星系。這張前所未有的影像被引用於400多篇科學論文，對於宇宙學研究宇宙起源有很大的幫助。
哈勃深空觀測三年之後，哈勃空間望遠鏡於南天的杜鵑座再度以同樣的方式拍攝了哈勃南天深空的影像。兩張影像的雷同之處，使天文學家更加堅定地相信宇宙的星系散布並非是紊亂的，而有統一的構造。2004年，再度拍攝哈勃超深空影像，這是人類以可見光觀察宇宙得到最遠的影像。
哈勃超級深場
哈勃超級深場（Hubble Ultra Deep Field，HUDF），又稱哈勃超深空，是一張外太空照片，顯示的是天爐座的一小部份。該照片是由哈勃空間望遠鏡於2003年9月24日至2004年1月16日期間得到的數據累積而成的，相當於113天的曝光，是截至2006年為止以可見光拍攝的最深遠的宇宙影象，顯示的是超過130億年前的情況，當中估計有10,000個星系。
哈勃超深場中所顯示的範圍為3平方角分，只有全天空12,700,000分之一的面積，位於赤經3h 32m 40.0s，赤緯-27°47' 29"（J2000）天爐座的一小片天區。而照片的左上角則指向天球的北方。選擇這個範圍的理由是因為附近（約為滿月十分之一大小的面積）沒有較光亮的星體。雖然通過紅外線，在地面望遠鏡也能觀測到照片中大部份的物體，但只有在哈勃空間望遠鏡才能以可見光觀測這些遙遠的目標。
哈勃超級深場（HUDF）哈勃超深場在天空中的位置
隨著哈勃空間望遠鏡在軌道運行共400圈，照片是由800次曝光合成，當中先進巡天照相機（Advanced Camera for Surveys）及近紅外線照相機和多目標分光儀（Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer）分別累積共11.3天及4.5天的拍攝時間。照片中最暗的星體只有30等，即望遠鏡每分鐘只接收到一粒來自星體的光子。
根據大爆炸理論，宇宙的年齡有限；而因為遠處星系的光線需要較長時間才到達地球，哈勃超深空有助於人類了解宇宙形成初期星系形成及合併的情況。另外因為照片所呈現的星系都是較為年輕的，故亦發現其性質與地球附近較年老的星系有所不同。然而有意見指出部份的不同是出於拍攝的光波波長，因相對論性都卜勒效應關係，照片實際上是拍攝光譜中紫外線部份。
哈勃極端深場
2012年9月25日，NASA發布了一張哈勃拍攝的宇宙深處影像即哈勃極端深空場（XDF）。美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）合作的哈勃太空望遠鏡在原先的哈勃超級深空場（HUDF）基礎上，選取了10年研究發現的最深遠的一塊中心區域拍攝的。XDF區域非常窄，角直徑不到滿月的十分之一。
哈勃拍攝的XDF場全景
哈勃拍攝的XDF場全景十年以後，哈勃再次把鏡頭對準南天的一小片夜空，持續觀測了50天，累計曝光時間超過200萬秒。哈勃的兩個主要相機——高級巡天相機（ACS）和第三代廣域相機（WFC3）共拍攝了2000餘張圖像，組合成XDF視場，並把哈勃視角延伸到了近紅外區域。
哈勃超級深空場2009項目（HUDF09）主要研究者、加州大學聖聖克魯茲分校的Garth Illingworth解釋說：“XDF是我們已知的最深遠的宇宙圖像，揭示了最遙遠最黯淡的星系。XDF使我們得以回溯比以前更早期的宇宙。”
宇宙誕生於137億年前，而XDF能回溯到132億年的星系。XDF中的星系大多很小，處於年輕的成長時代，經常激烈地碰撞、合併。早期宇宙正是星系激動人心的形成期，包含大量格外燦爛的藍巨星。它們的光剛剛抵達地球，因此XDF就是“遙遠過去的時光隧道”。成長在斯皮策紅外圖像中看起來特別明亮的星系——意味著其中的XDF中最年輕的星系，離宇宙大爆炸僅有4.5億年。
在哈勃1990年發射之前，天文學家只能看到70億光年外有限的幾個星系，僅為宇宙年齡的一半。地面望遠鏡無法觀測早期宇宙中的星系是如何誕生和演化的。
XDF場中星系按距離（時間）呈現的分層結構哈勃讓天文學家頭一次看到年輕星系的真實外形是怎樣的。這提供了強烈的直接視覺證據，證明宇宙真是在演化的。就像回放電影的一個個單幀畫面，哈勃深空巡天揭示了嬰兒宇宙結構的雛形和隨後星系的動態演化階段。
NASA計畫中的詹姆斯·韋伯紅外望遠鏡（JWST），將以XDF為嚮導。JWST有望發現更暗的星系，它們離宇宙大爆炸僅2～3億年。因為宇宙膨脹，來自古老宇宙的（紫外）光波已經拉伸到紅外波段。JWST的紅外視力非常適合把XDF推向更早的年代，抵達第一代恆星和星系誕生的年代，那個星光照亮 “黑暗宇宙”的時代。
哈勃XDF場與滿月的大小對比XDF、HUDF09團隊成員包括：美國加州大學聖塔克魯茲分校 Garth Illingworth 、Daniel Magee、Pascal Oesch、V. Gonzalez；荷蘭萊頓大學 Rychard Bouwens、Marijn Franx、Ivo Labbe；蘇黎世瑞士聯邦理工學院（全名縮寫ETH）Marcella Carollo；太空望遠鏡科研所 Massimo Stiavelli；劍橋大學 Michele Trenti；耶魯大學 Pieter van Dokkum等（相比2009年，部分人員已經更換了大學）。
