DALEKOHLED HST NAHLEDL DO NEJVZDALENEJSIHO VESMIRU - POHLED ZPET K POCATKU CASU



Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD
Robert Williams a Hubble Deep Field Tym (STScI) a NASA


Na tomto "vubec kdy nejvetsim" pohledu do vesmiru je zachyceno nekolik stovek nikdy predtim nespatrenych galaxii. Snimek se tez nazyva Hubble Deep Field (HDF), tedy Pohled z HST do nejhlubsiho vesmiru. Krome klasickych spiralnich a eliptickych galaxii snimek zachycuje velke mnozstvi jinych galaxii, ruznych tvaru a barev, ktere tvori dulezitou skupinu objektu, jez nam umozni pochopit vyvoj vesmiru. Nektere z galaxii vznikly v dobe kratsi nez miliarda let po Velkem tresku.

Obrazek predstavuje jen uzkou "klicovou dirku" k pohledu na cely pozorovatelny horizont vesmiru, nebot snimek HDF zabira plosku oblohy rovnajici se 1/30 mesicniho uplnku (na nasem snimku je pohych 25% originalniho pohledu). Pohled je tak uzky, ze na nem muzeme spatrit pouze nekolik hvezd z nasi Mlecne drahy (z nasi Galaxie) a mnohonasobne je svym poctem prevysuji vzdalene galaxie, z nichz nektere maji temer 30. mag. Vzalene galaxie jsou temer 4 miliardkrat slabsi nez ty objekty, ktere muze spatrit lidske oko. Relativne jasny objekt s difrakcnim krizem, nachazejici se vlevo od stredu snimku je hvezda 20. mag. To, ze tento snimek zabira jen maly vzorek oblohy prilis nevadi a da se povazovat ze statistickeho hlediska za reprezentativni vzorek typickeho rozdeleni galaxii, protoze vesmir vypada ve vsech smerech stejne.

H. Ferguson, clen tymu HDS rika: "Jedna z velkych prednosti kosmickeho dalekohledu je porizovani techto "hlubokych" snimku, na kterych se zachyti velmi slabe galaxie. Je velmi pravdepodobne, ze takto dohledneme az k samotnemu horizontu vesmiru."

Termin "hluboky" v astronomii znamena, ze muzeme spatrit nejslabsi objekty ve vesmiru. Protoze nejvzdalenejsi objekty jsou soucasne i nejstarsi, je snimek vlastne "strojem casu", ktery nam umoznuje videt, jak vesmir vypadal v ranne fazi formace galaxii.

Data na snimku jsou tak dulezita, ze siroke astronomicke konunite byla dana okamzite k prostudovani. Vypovidaji o formacich galaxii a o zakladnich otazkach, tykajicich se struktury a vyvoje vesmiru. Pred nami lezi nekolikamesicni detailni analyza a vyzkum techto dat. HDF tym se domniva, ze se takto podari objevit celou populaci galaxii, ktere existovaly v dobe, kdy vesmir mel stari jednu miliardu let. Vetsina vyzkumu byla provadena pod vedenim Dr. Williamse a vyuzivala znacnou cast "reditelskeho" volneho pracovniho casu s kosmickym dalekohledem. Je vedoucim programu Hubble Deep Field, ktery vyuziva mimoradne rozlisovaci schopnosti a citlivosti HST.

Williams a tym ST ScI shromazdili pozorovani, ktere nas privedou k rozreseni zakladnich kosmologickych otazek: Bude vesmir expanovat vecne? Kdy se ve vesmiru objevily prvni galaxie? Jak se galaxie vyvyjely v ranne fazi vesmiru?



Uzky a hluboky vzorek oblohy se da prirovnat ke geologickemu vzorku zemske kury. Prave tak jak takovy pozemsky vzorek obsahuje historii udalosti, ktere se na Zemi prihodily, jak se povrch Zeme vyvyjel, obsahuje HDF snimek informaci o vesmiru a o mnoha ruznych stadiich jeho vyvoje. Na rozdil od geologickeho vzorku zde neni jasne, jak jsou galaxie vzdaleny, tedy jak jsou stare a jaky podil z nich tvori galaxie velmi vzdalene - galaxie, ktere existovaly pri zrodu vesmiru. "Je to jako kdyz se divame do dlouhe trubice a vidime vsechny galaxie ve smeru naseho pohledu. V nasem pohledu jsou naskladany jedna za druhou a my musime rozresit hadanku, kde se ktera nachazi," rika M. Dickinson, clen tymu HDF team.

HLOUBEJI A JESTE HLOUBEJI DO VESMIRU


Pozorovani predchazela temer rocni priprava. HDF tym vybral male kousky oblohy nachazejici se v blizkosti Velkeho vozu. Pole je dostatecne daleko od roviny nasi Galaxie a neni tak preplneno blizkymi objekty, jako napr. hvezdy pozadi z nasi Galaxie. Oblast nam poskytuje "pruzor" ven z nasi Galaxie a umoznuje nam neruseny vyhled k horizontu vesmiru.

Testovaci expozice HST poridil jiz pocatkem roku 1995, spolu se 4-metrovym dalekohledem na Kitt Peaku. Zkousky ukazaly, ze tato oblast je oprostena od rusivych velkych kup galaxii, ktere by vzdalenejsi objekty zaclanely. Cilova pole byla dale vybrana tak, aby je HST mohl spojite sledovat, aniz by byl dalekohled clonen Zemi nebo by vadilo Slunce, ci Mesic. Po deset dni upren na jedno misto oblohy ziskaval HST jeden snimek za druhym, aby se mohl ziskat jeden souctovy snimek. Kazda z expozic obvykle trvala 15 - 40 minut. Kosmicky dalekohled porizoval snimky oddelene v ultrafialovem, modrem, cervenem a infracervenem svetle. Slozenim vznikl jeden barevny obraz. Kombinaci techto monochromatickych snimku do jednoho barevneho astronomove usuzuji prinejmensim na statistickou vzdalenost, stari a slozeni galaxii v poli. Modrejsi objekty jsou tvoreny mladsimi hvezdami a nebo jsou relativne tesne, cervenejsi objekty obsahuji starsi hvezdy nebo jsou od sebe vice vzdaleny.

Astronomove na ST ScI snimek zpracovali, odstranili kosmicke zareni a dalsi artefakty a slozili do vysledne kompozice. Kazda z expozic pridala svuj podil k celkovemu efektu, snimek se staval "hlubsi", objevovaly se dalsi detaily. Kdyz se vsechny takto spojily, vznikl dosud "nejhlubsi" pohled do vesmiru.

Dalsi pozorovani budou vedena ruznymi pozemskymi a vesmirnymi dalekohledy na ruznych vlnovych delkach elektromagnetickeho spektra, od X-ray az po radiove. V roce 1997 by mela byt na HST nainstalovana infracervena kamera, ktera umozni snimkovat dalsi starodavne galaxie, jejichz svetlo bylo rozpinanim vesmiru posunuto do infracervene oblasti spektra. Snimek je montaz mnoha samostatnych expozic (celkove bylo porizeno 342 snimku, 276 bylo plne zpracovano do datoveho formatu a pouzito pro tuto mozaiku) porizenych pristrojem Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) behem deseti po sobe jdoucich dnu mezi 18. a 28. prosincem 1995. Snimek byl ziskan jednim ze tri sirokouhlych CCD detektoru, tvoricich kameru WFPC2.

Tento vedecky material byl predstaven na 187. setkani Americke astronomicke spolecnosti v San Antonio (Texas) 15. ledna 1996.