แม้หลังจากผ่านไปเกือบสามทศวรรษในการให้บริการอย่างซื่อสัตย์กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลยังคงดำเนินการและให้ภาพที่น่าทึ่งของจักรวาล ในฐานะที่เป็นหนึ่งในหอดูดาวที่ยิ่งใหญ่ของนาซ่าการสำรวจกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปดาวเคราะห์นอกระบบและการขยายตัวของเอกภพได้ส่งผลกระทบต่อการปฏิวัติทางดาราศาสตร์ดาราศาสตร์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา
ผลงานล่าสุดของฮับเบิลมาในรูปของภาพโมเสคบนท้องฟ้าที่สร้างขึ้นโดยใช้การสังเกตเป็นเวลา 16 ปี รู้จักกันในนาม“ สนามฮับเบิลเลกาซี่” โมเสคนี้ถูกอธิบายว่าเป็น“ หนังสือประวัติศาสตร์” ที่ใหญ่ที่สุดและครอบคลุมที่สุดของกาแลคซี ทั้งหมดบอกว่ามันมีกาแลคซีประมาณ 265,000 กาแล็กซี่ซึ่งย้อนหลังไปเพียง 500 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง
การเปิดเผยบุคคลเกือบ 7,500 ครั้งเกิดขึ้นในการสร้างสนามฮับเบิลเลกาซี่ให้ภาพกว้างของเอกภพไกลโพ้นที่มองย้อนกลับไปในช่วงเวลาที่มองเห็นได้เร็วที่สุด ในการทำเช่นนั้นภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของกาแลคซีเมื่อเวลาผ่านไปการเติบโตผ่านการควบรวมกลายเป็นกาแลคซียักษ์ที่เราเห็นในนิตยสารอวกาศ สิ่งนี้หมายความว่าการวิวัฒนาการของจักรวาล 13.3 พันล้านปีได้ถูกบันทึกไว้ในภาพนี้
ความพยายามที่ทะเยอทะยานนี้ประกอบด้วยผลงานสะสมของโครงการฮับเบิล 31 รายการโดยทีมนักดาราศาสตร์หลายคน มันยังรวมการสำรวจจากการสำรวจภาคสนามของฮับเบิล สิ่งเหล่านี้รวมถึง Hubble Deep Field ในปี 1995 Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) ของปี 2003 Hubble Ultra Deep Field ปี 2004 และ eXtreme Deep Field (XDF) ของปี 2012 ซึ่งเป็นมุมมองที่ลึกที่สุดของจักรวาลจนถึงปัจจุบัน .
ในฐานะที่เป็น Garth Illingworth ศาสตราจารย์กิตติคุณที่ UCSC และหัวหน้าทีมที่รวมตัวกัน
“ ตอนนี้เราได้กว้างขึ้นกว่าการสำรวจก่อนหน้านี้เรากำลังเก็บเกี่ยวกาแลคซีที่ห่างไกลมากขึ้นในชุดข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา ไม่มีภาพใดจะแซงหน้ากล้องนี้ไปจนถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคตอย่าง James Webb”
นอกเหนือจากการแสดงกาแลคซีในแสงที่มองเห็นแล้วช่วงความยาวคลื่นครอบคลุมตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตไปจนถึงส่วนใกล้อินฟราเรดของสเปกตรัม นี่คือกุญแจสำคัญในดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ซึ่งช่วยให้สามารถระบุองค์ประกอบสำคัญของการชุมนุมกาแลคซีได้อย่างชัดเจน ตัวอย่างที่ดีคือ
“ การตรวจวัดความละเอียดสูงที่ยอดเยี่ยมของกาแลคซีหลายแห่งในแคตตาล็อกนี้ช่วยให้สามารถทำการศึกษาทางเอกภพได้อย่างกว้างขวาง” แคทเธอรีไวเทอเกอร์นักวิจัยหัวหน้าแคตตาล็อกแห่งมหาวิทยาลัยคอนเนตทิคัต “ บ่อยครั้งที่การสำรวจประเภทนี้ทำให้เกิดการค้นพบที่ไม่คาดคิดซึ่งมีผลกระทบมากที่สุดต่อการทำความเข้าใจวิวัฒนาการกาแลคซีของเรา”
ประมาณหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาเอ็ดวินฮับเบิล (ซึ่งมีชื่อ HST) อธิบายกาแลคซีเป็น“ เครื่องหมายของอวกาศ” ในเวลานั้นเขากำลังสำรวจกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลและสังเกตว่าแสงที่มาจากส่วนใหญ่ของพวกมันถูกเลื่อนไปทางปลายแดงของสเปกตรัมหรือที่รู้จักกันว่า “ redshifted” ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่าวัตถุทางดาราศาสตร์เคลื่อนห่างจากเรา
การสำรวจเหล่านี้ยืนยันการทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein ว่าจักรวาลนั้นอยู่ในสภาวะขยายตัวหรือหดตัว การสำรวจครั้งต่อมาได้ใช้กาแลคซีในการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาล (หรือที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิล) ซึ่งได้เสนอเบาะแสเกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐานของจักรวาลเมื่อองค์ประกอบทางเคมีเกิดขึ้นและระบบสุริยะและชีวิตของเรา
มุมมองที่กว้างขึ้นนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในแง่นั้นเนื่องจากมันมีกาแลคซีมากถึง 30 เท่าของทุ่งลึกก่อนหน้านี้ The Legacy Field ยังเผยให้เห็นวัตถุแปลกประหลาดหลายอย่างซึ่งส่วนใหญ่เป็นเศษซากของการชนและการควบรวมที่เกิดขึ้นในช่วงต้นจักรวาล - สิ่งที่เรียกว่ากาแลคซี "ซากรถไฟ"
อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้การประกอบภาพนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ในฐานะที่เป็นแดนมากีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซผู้นำด้านการประมวลผลข้อมูลของทีมอธิบายว่า:
“ เป้าหมายของเราคือการรวบรวมความเสี่ยงทั้ง 16 ปีให้เป็นภาพลักษณ์ดั้งเดิม ก่อนหน้านี้การเปิดเผยเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกรวบรวมไว้ในลักษณะที่สอดคล้องกันซึ่งผู้วิจัยสามารถใช้งานได้ นักดาราศาสตร์สามารถเลือกข้อมูลในเขตข้อมูลดั้งเดิมที่พวกเขาต้องการและทำงานกับมันได้ทันทีซึ่งตรงข้ามกับที่ต้องทำการลดจำนวนข้อมูลจำนวนมากก่อนที่จะทำการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์”
แม้จะเป็นภาพกาแลคซีที่มีรายละเอียดและกว้างขวางที่สุดก็ตามภาพใหม่นี้เป็นเพียงภาพแรกในชุดภาพฮับเบิลเลกาซี่ ขณะนี้ทีมกำลังทำงานกับภาพชุดอื่นซึ่งรวมการเปิดรับฮับเบิลมากกว่า 5,200 ภาพจากพื้นที่อื่นของท้องฟ้า เมื่อมองไปข้างหน้านักดาราศาสตร์หวังว่าจะขยายช่วงความยาวคลื่นหลายช่วงในภาพดั้งเดิมเพื่อรวมข้อมูลมากขึ้น
สิ่งนี้จะรวมถึง IR ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นและการสำรวจเอ็กซ์เรย์พลังงานสูงจาก NASA Great Observatories อีกสองแห่ง กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ และหอดูดาวจันทราเอ็กซ์เรย์ ในฐานะสมาชิกของทีม Rychard Bouwens จาก Leiden University ในเนเธอร์แลนด์กล่าวในการแถลงข่าว ESA:
“ สิ่งหนึ่งที่น่าตื่นเต้นของภาพใหม่เหล่านี้คือช่องสีที่มีความละเอียดอ่อนจำนวนมากในขณะนี้สามารถดูกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลได้ ด้วยภาพที่มีความถี่มากเราสามารถแยกแสงจากกาแลคซีออกเป็นผลงานจากดาวฤกษ์อายุมากและอายุน้อยรวมทั้งนิวเคลียสกาแลกติกที่กำลังทำงานอยู่”
ในขณะเดียวกันคาดว่าจะไม่มีภาพของเอกภพเกินภาพเขตฮับเบิลเลกาซี่หนึ่งภาพจนกว่าจะเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไป เหล่านี้รวมถึง กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) และ กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรด Wide-Field (WFIRST) ซึ่งทั้งคู่มีเครื่องมือที่จะให้ความละเอียดและความไวที่ดีขึ้น ฮับเบิล และเปิดใช้งานการสำรวจเชิงลึกเพิ่มเติม
กาแลคซีจำนวนมากในภาพเลกาซี่ฟิลด์เป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับกล้องโทรทรรศน์ในอนาคต ดังที่ Illingworth กล่าวในการแถลงข่าว HubbleSite:
“ เราได้รวบรวมโมเสคนี้เป็นเครื่องมือที่เราและนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ ใช้กัน ความคาดหวังคือการสำรวจครั้งนี้จะนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในเชิงลึกและเข้าใจวิวัฒนาการของเอกภพในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ... นี่จะเป็นเวทีสำหรับกล้องโทรทรรศน์สำรวจกว้าง - ฟิลด์อินฟราเรดของนาซ่า (WFIRST) ที่วางแผนไว้ Legacy Field เป็นเครื่องมือค้นหาสำหรับ WFIRST ซึ่งจะจับภาพที่มีขนาดใหญ่กว่าภาพถ่ายฮับเบิลทั่วไป 100 เท่า ในการสังเกตการณ์โดย WFIRST เพียงสามสัปดาห์นักดาราศาสตร์จะสามารถรวบรวมฟิลด์ที่ลึกและใหญ่กว่าสองเท่าของฮับเบิลเลกาซี่ได้มากขึ้น
นอกจากนี้ความสามารถในการถ่ายภาพของ JWST ในย่าน IR (ซึ่งเกินขีด จำกัด ของ ฮับเบิล หรือ สปิตเซอร์) จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สำรวจลึกลงไปในรูปถ่ายของเลกาซีฟิลด์เพื่อเปิดเผยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเติบโตของกาแลคซีทารก ภาพ (รวมถึงการเปิดรับแสงแต่ละภาพ) สามารถดูได้จาก Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST)
