Incluso después de casi tres décadas de servicio fiel, el telescopio espacial Hubble continúa funcionando y brinda imágenes impresionantes del cosmos. Como uno de los Grandes Observatorios de la NASA, sus observaciones de galaxias distantes, exoplanetas y la expansión del Universo han tenido un impacto revolucionario en astronomía, astrofísica y cosmología.
La última contribución del Hubble se presenta en forma de una imagen de mosaico en el cielo profundo que se construyó con 16 años de observaciones. Conocido como el "Campo del Legado de Hubble", este mosaico se describe como el "libro de historia" más grande y completo de galaxias. En total, contiene aproximadamente 265,000 galaxias que datan de solo 500 millones de años después del Big Bang.
Cerca de 7.500 exposiciones individuales se dedicaron a la creación del Hubble Legacy Field, proporcionando un amplio retrato del Universo distante que se remonta a los primeros tiempos visibles. Al hacerlo, la imagen muestra cómo las galaxias han cambiado con el tiempo, creciendo a través de fusiones para convertirse en las galaxias gigantes que vemos en la revista Space. Esto efectivamente significa que 13.3 mil millones de años de evolución cósmica se han registrado en esta imagen.
Este ambicioso esfuerzo comprende el trabajo colectivo de 31 programas de Hubble por diferentes equipos de astrónomos. También incorporó observaciones tomadas por varias encuestas de campo profundo del Hubble. Estos incluyen el Hubble Deep Field en 1995, el Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS) de 2003, el Hubble Ultra Deep Field de 2004 y el eXtreme Deep Field (XDF) de 2012, que es la visión más profunda del Universo hasta la fecha .
Como Garth Illingworth, profesor emérito de la UCSC y jefe del equipo que reunió al
“Ahora que nos hemos ampliado más que en encuestas anteriores, estamos cosechando muchas más galaxias distantes en el conjunto de datos más grande jamás producido. Ninguna imagen superará a esta hasta que se lancen futuros telescopios espaciales como James Webb ".
Además de mostrar galaxias en la luz visible, el rango de longitud de onda abarca desde la parte ultravioleta hasta la parte del infrarrojo cercano del espectro. Esto es clave en la astronomía y cosmología modernas, ya que permite que las características clave del ensamblaje de galaxias se hagan evidentes. Un buen ejemplo es
"Tales mediciones exquisitas de alta resolución de las numerosas galaxias en este catálogo permiten una amplia franja de estudio extragaláctico", dijo la investigadora principal del catálogo Katherine Whitaker de la Universidad de Connecticut, en Storrs. "A menudo, este tipo de encuestas han arrojado descubrimientos imprevistos que han tenido el mayor impacto en nuestra comprensión de la evolución de las galaxias".
Hace aproximadamente un siglo, Edwin Hubble (para quien se nombra el HST) describió las galaxias como los "marcadores del espacio". En ese momento, estaba observando galaxias distantes y notó cómo la luz proveniente de la mayoría de ellas se desplazaba hacia el extremo rojo del espectro, también conocido como. "Desplazado hacia el rojo", lo que indica que los objetos astronómicos se están alejando de nosotros.
Estas observaciones confirmaron una predicción hecha por la Teoría de la Relatividad General de Einstein: que el Universo estaba en un estado de expansión o contracción. Las encuestas posteriores han utilizado galaxias para medir la tasa de expansión cósmica (conocida como la Constante de Hubble), que también ha ofrecido pistas sobre la física subyacente del cosmos, cuándo se originaron los elementos químicos y cómo finalmente apareció nuestro Sistema Solar y nuestra vida.
Esta visión más amplia es especialmente útil en ese sentido, ya que contiene aproximadamente 30 veces más galaxias que los campos profundos anteriores. El Legacy Field también ha revelado varios objetos inusuales, muchos de los cuales son los restos de colisiones y fusiones que tuvieron lugar durante el Universo temprano, lo que se conoce como "naufragios de trenes" galácticos.
Como puedes imaginar, armar esta imagen no fue una tarea fácil. Como Dan Magee, de la Universidad de California en Santa Cruz, el líder de procesamiento de datos del equipo, explicó:
“Nuestro objetivo era reunir los 16 años de exposiciones en una imagen heredada. Anteriormente, la mayoría de estas exposiciones no se habían reunido de una manera consistente que pueda ser utilizada por cualquier investigador. Los astrónomos pueden seleccionar los datos en el campo heredado que deseen y trabajar con ellos de inmediato, en lugar de tener que realizar una gran cantidad de reducción de datos antes de realizar un análisis científico ".
A pesar de ser la imagen más detallada y expansiva de galaxias jamás tomada, esta nueva imagen es simplemente la primera de una serie de imágenes de Hubble Legacy Field. El equipo está trabajando actualmente en otro conjunto de imágenes, que suman más de 5,200 exposiciones al Hubble, desde otra área del cielo. Mirando hacia el futuro, los astrónomos esperan ampliar el rango de longitud de onda múltiple en las imágenes heredadas para incluir aún más datos sobre
Esto incluirá IR de mayor longitud de onda y observaciones de rayos X de alta energía de otros dos grandes observatorios de la NASA: el Telescopio Espacial Spitzer y el Observatorio de rayos X Chandra. Como dijo el miembro del equipo Rychard Bouwens de la Universidad de Leiden en los Países Bajos en un comunicado de prensa de la ESA:
“Un aspecto emocionante de estas nuevas imágenes es la gran cantidad de canales de color sensibles ahora disponibles para ver galaxias distantes, especialmente en la parte ultravioleta del espectro. Con imágenes en tantas frecuencias, podemos diseccionar la luz de las galaxias en las contribuciones de estrellas viejas y jóvenes, así como núcleos galácticos activos ".
Mientras tanto, no se espera que ninguna imagen del Universo supere las imágenes del Hubble Legacy Field una hasta que se lancen los telescopios espaciales de la próxima generación. Estos incluyen el Telescopio espacial James Webb (JWST) y el Telescopio Espacial Infrarrojo de Campo Amplio (WFIRST), los cuales tienen instrumentos que ofrecerán una resolución y sensibilidad mejoradas sobre Hubble y así permitir encuestas más profundas.
La gran cantidad de galaxias en la imagen del Legacy Field también son objetivos principales para futuros telescopios. Como dijo Illingworth en un comunicado de prensa de HubbleSite:
"Hemos reunido este mosaico como una herramienta para ser utilizada por nosotros y por otros astrónomos. La expectativa es que esta encuesta conducirá a una comprensión aún más coherente, profunda y mayor de la evolución del universo en los próximos años ... Esto realmente preparará el escenario para el Telescopio de Investigación Infrarroja de Campo Amplio (WFIRST) planeado por la NASA. El Legacy Field es un buscador de ruta para WFIRST, que capturará una imagen que es 100 veces más grande que una foto típica de Hubble. En solo tres semanas de observaciones de WFIRST, los astrónomos podrán ensamblar un campo que sea mucho más profundo y más del doble que el Hubble Legacy Field ".
Además, las capacidades de imagen de JWST en la banda IR (que están más allá de los límites de Hubble o Spitzer) permitirá a los astrónomos explorar mucho más profundamente la imagen del Legacy Field para revelar más sobre cómo crecieron las galaxias infantiles. La imagen (junto con las exposiciones individuales que se utilizaron para hacerla) está disponible a través del Archivo Mikulski para telescopios espaciales (MAST).
