Hubble'o gilusis laukas, kartais vadinamas HDF, yra labai mažos naktinio dangaus dalies vaizdas, kuriame užfiksuota didžiulė gausybė tolimesnių galaktikų. Šį vaizdą 1995 m. jūros mėn. padarė Hubble'o kosminis teleskopas, nukreipęs savo kamerą link Ursa Major žvaigždyno. Stebėjimai vyko ilgai — keliomis paromis nuoseklių ekspozicijų — ir buvo atlikti HST WFPC2 kameros pagalba, naudojant kelis optinius filtrus, kad būtų galima fiksuoti tiek ryškesnį, tiek silpnesnį spindėjimą įvairiuose bangų ilgiuose.

Kas matoma HDF ir kokio dydžio tas fragmentas dangaus?

HDF aprėpia labai mažą sritį — maždaug 2–3 lanko minučių pločio (mažiau nei 1/10 Mėnulio pilnaties skersmens), tačiau šioje sritėje nustatyta daugiau nei 3 000 galaktikų. Dėl didelio jautrumo ir ilgo ekspozicijos laiko Hubble galėjo užfiksuoti labai blankias ir tolimas struktūras, kurių nebuvo matyti ankstesnėse nuotraukose.

Ką reiškia „tolimos“ galaktikos?

Šių galaktikų šviesa pasiekia Žemę po labai ilgų laikotarpių, todėl jas matome tokiomis, kokios jos buvo praeityje. Daugelį HDF vaizde užfiksuotų galaktikų matome taip, kaip jos atrodė prieš maždaug 10–12 milijardų metų. Tai leidžia mokslininkams tiesiogiai stebėti galaktikų vystymąsi ir lyginti praeities būsenas su šiandiena, t. y. rekonstruoti Visatos evoliuciją.

Kodėl HDF yra svarbus astronomijai?

Dėl savo gylio ir santykinio „tuščio lauko“ parinkimo (be ryškių žvaigždžių ar artimų galaktikų fono) HDF tapo eksperimentiniu langeliu į ankstyvąją Visatą. Pridėjus kosmologinį principą, kuris teigia, kad dideliuose mastuose Visata yra panaši bet kurioje kryptimi, HDF suteikia reprezentatyvių duomenų, kuriuos astronomai naudoja tyrinėdami:

  • galaktikų formavimąsi ir morfologijas skirtingais kosminiais laikotarpiais;
  • žvaigždžių susidarymo spartą ir jos kaitą laike;
  • galaktikų susijungimų reikšmę struktūrų evoliucijai;
  • optines atrankos funkcijas ir kosminės evoliucijos statistiką.

Pagrindiniai atradimai ir pasekmės

HDF suteikė kelis reikšmingus įžvalgų punktus:

  • Daugybė silpnų, mėlynų ir netaisyklingų galaktikų, rodančių, kad ankstyvosios galaktikos dažnai buvo mažesnės, aktyvesnės žvaigždžių formavimo prasme ir dažnai susiliejančios.
  • Galaktikų kiekio ir šviesumo pasiskirstymo duomenys, leidę geriau suprasti Visatos žvaigždžių gimstamumo istoriją bei nustatyti, kada vyko pikai žvaigždžių susidaryme.
  • HDF tapo centru daugybei gilesnių tyrimų įvairiais bangų ilgiais — infraraudonaisiais, rentgeno, radijo — todėl vienoje mažoje dangaus dėmėje gauta daugiafunkcinė informacija apie galaktikų savybes ir aktyvius branduolius.

Tęsiniai ir vėlesnės misijos

HDF sėkmė paskatino tolesnius panašius projektus: Hubble Deep Field South, vėlesnis kur kas gilesnis Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ir kiti lauko stebėjimai. Šie vėlesni vaizdai atskleidė dar tolimesnes galaktikas (didžiuliu raudono poslinkio z rodikliu) ir dar labiau praplėtė mūsų supratimą apie Visatos ankstyvąją raidą.

Dėl minėtų priežasčių HDF dažnai vadinamas vienu reikšmingiausių kada nors atliktų astronominių vaizdų — jis pakeitė požiūrį į galaktikų formavimosi ir evoliucijos tyrimus bei tapo pamatiniu duomenų rinkiniu daugeliui tolimesnių darbų.