北京時(shí)間9月28日消息，據(jù)美國(guó)宇航局官方網(wǎng)站報(bào)道，正如攝影師們想盡辦法拍攝最好的照片一樣，天文學(xué)家們最近也拍攝了一張“攝影作品”，不過(guò)他們拍攝的這張照片是人類(lèi)有史以來(lái)對(duì)宇宙最深邃的洞察。
這張照片名為“極超深場(chǎng)”(XDF)，它是利用美國(guó)宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡10年來(lái)的數(shù)據(jù)綜合而成，在此前獲取的哈勃超深場(chǎng)天區(qū)照片基礎(chǔ)上獲取的進(jìn)一步深空影像。這張圖像覆蓋的天空區(qū)域僅僅相當(dāng)于一個(gè)滿(mǎn)月張角的很小一部分。
哈勃超深場(chǎng)圖像拍攝對(duì)準(zhǔn)的天區(qū)位于天爐座，使用了哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在2003和2004年獲取的數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間曝光，哈勃可以看到數(shù)以千計(jì)的遙遠(yuǎn)星系，有些相對(duì)近一些，有些則非常遙遠(yuǎn)，這也讓這張圖像成為有史以來(lái)人類(lèi)拍攝的最遙遠(yuǎn)星空?qǐng)鼍啊?/p>
而此次制成的哈勃極超深場(chǎng)圖像則更加令人震撼，即便只有如此小的視野，其間仍然包含了多達(dá)5500個(gè)星系天體目標(biāo)，其中最暗弱星系的亮度僅有人類(lèi)肉眼可見(jiàn)最暗弱天體亮度的億分之一。
在這張圖像中我們可以辨認(rèn)出一些擁有旋臂，和我們銀河系和近鄰的仙女座大星系非常相似的旋渦星系，還有一些大型的，顯出暗淡紅色的星系，其中正有大量的新生恒星不斷誕生。這些紅色的星系是劇烈的星系間撞擊作用的產(chǎn)物。而在更遙遠(yuǎn)的背景之上，散落各處的遙遠(yuǎn)星系就像是形成今天我們所見(jiàn)星系的原始種子一般。星系的歷史——從宇宙中第一批星系出現(xiàn)，直到今天我們所見(jiàn)的巨大星系，比如我們的銀河系，這一切都被濃縮進(jìn)了同一張渺小而宏大的圖像之中。
哈勃望遠(yuǎn)鏡在過(guò)去10年間不斷重復(fù)地對(duì)南部天空的一處區(qū)域進(jìn)行曝光觀察，前后總耗時(shí)大約50天，總曝光時(shí)間約合200萬(wàn)秒。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡上搭載的兩臺(tái)相機(jī)：先進(jìn)巡天相機(jī)(ACS)以及將哈勃的視野延伸至近紅外波段的廣角相機(jī)3號(hào)一起，一共拍攝了超過(guò)2000張圖像。
加州大學(xué)圣克魯茲分校的伽斯·伊利沃斯(Garth Illingworth)是2009年哈勃超深場(chǎng)項(xiàng)目的首席科學(xué)家，他說(shuō)：“哈勃極超深場(chǎng)是我們有史以來(lái)獲取的最深邃影像，揭示了迄今最遙遠(yuǎn)最暗弱的星系天體。哈勃極超深場(chǎng)圖像讓我們得以比以往回溯至更久遠(yuǎn)的過(guò)去進(jìn)行探查。”
目前認(rèn)為宇宙的年齡約為137億年，而此次哈勃極超深場(chǎng)拍攝的很多星系存在于132億年前。這張照片中我們能看到的大部分星系都是它們年輕時(shí)候的樣子——規(guī)模小，不斷在碰撞兼并中成長(zhǎng)。早期的宇宙是一個(gè)狂暴的星系誕生時(shí)期，其中大量存在發(fā)出藍(lán)色光的巨型恒星，其亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的太陽(yáng)。來(lái)自那一時(shí)期的光直到現(xiàn)在才抵達(dá)我們的眼中，而哈勃極超深場(chǎng)正是這樣一臺(tái)時(shí)光機(jī)器。在極超深場(chǎng)的圖像中，認(rèn)證出其中最年輕的星系誕生于宇宙僅有4.5億年歷史的時(shí)期。
在1990年哈勃空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空之前，天文學(xué)家們大約最遠(yuǎn)僅能觀察70億光年之外的星系天體，這大約是宇宙距離的一半。地基望遠(yuǎn)鏡的威力無(wú)法讓天文學(xué)家們構(gòu)建出有關(guān)早期宇宙中星系形成與演化的歷史。
哈勃望遠(yuǎn)鏡首次讓天文學(xué)家得以目睹星系在早期宇宙中形成和演化的實(shí)際景象。這提供了強(qiáng)有力的直接證據(jù)，證明宇宙確實(shí)是處于不斷演化中的。這就像是一幀一幀地觀看一部動(dòng)畫(huà)片，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的強(qiáng)大觀測(cè)能力正讓天文學(xué)家們看到宇宙從其早期結(jié)構(gòu)的形成，逐步到星系形成和演化的各個(gè)階段的整個(gè)過(guò)程。
等到美國(guó)宇航局即將發(fā)射的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡升空之后，它將可以看到更遙遠(yuǎn)的星系，當(dāng)時(shí)的宇宙年齡將僅僅只有數(shù)億年之久。由于宇宙的膨脹，來(lái)自極早期宇宙的光波波長(zhǎng)被拉長(zhǎng)，進(jìn)入了紅外波段。因此詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡從一開(kāi)始就設(shè)計(jì)為在紅外波段進(jìn)行觀測(cè)，從而可以進(jìn)一步將極超深場(chǎng)的視野向前推移，讓我們直接目睹宇宙中第一顆恒星和星系形成時(shí)的景象，看著它們是如何逐漸填充當(dāng)時(shí)仍然“黑暗”的宇宙。