טלסקופ החלל האבל הולך עד לקצה כדי לצפות במבט המרוחק ביותר ביקום

מדעני המרכז המדעי של טלסקופ החלל האבל הרכיבו תמונה המשלבת 10 שנים של צילומים שערך האבל באותו שטח קטן בשמים

מדעני המרכז המדעי של טלסקופ החלל האבל הרכיבו לאחרונה את מה שהם מכנים eXtreme Deep Field או XDF. התמונה משלבת 10 שנים של צילומים שערך האבל באותו שטח קטן בשמים במרכז מערכת השדה העמוק המקורית של האבל. ה-XDF הוא איזור קטן בשמים בקבוצת הכבשן (Fornax) המהווה רק חלקיק קטן מהשטח שתופס קוטר הירח המלא.
התמונות צולמו בזמנו הפנוי של טלסקופ החלל האבל בשנים 2003-2004. באמצעות איסוף אור חיוור על פני שעות תצפית רבות, נחשפו אלפי גלקסיות, הן קרובות והן רחוקות מאוד, דבר שהופך אותו לצילום המעמיק ביותר של היקום שצולם עד אז.

התמונה החדשה בצבעים מלאים של ה-XDF רגישה הרבה יותר ומכילה כ-5,500 גלקסיות גם בתוך שדה הראיה הקטן יותר. הגלקסיות החיוורות יותר ה בעלות בהירות של עשירית המיליארדית מזו שעין האדם יכולה לראות.

סרט הוידאו המצורף לידיעה המקורית באתר נאס”א מתמקד באיזור קטן בשמים שטלסקופ החלל האבל כוון אליו כדי לבצע את XDF. האיזור ממוקם בשמי הדרום, הרחק מזוהר שביל החלב – המישור הבהיר של הגלקסיה שלנו.

במונחים של גודל זוויתי, השדה מהווה חלקיק מהקוטר הזוויתי של הירח המלא, אך עדיין מכיל אלפי גלקסיות המשתרעות לאורך כל הזמנים. (Credit: NASA; ESA; and G. Bacon and Z. Levay, STScI)

בין הגלקסיות ניתן לראות גם גלקסיות סליליות (ספיראליות) בדומה לשביל החלב ולאנדרומדה, כמו גם גלקסיות אדומות גדולות ומעורפלות שבהם יצירת הכוכבים החדשים נעצרה. גלקסיות אדומות אלה הן השרידים של התנגשויות דרמטיות בין גלקסיות וכעת הן נמצאות בשנות הדעיכה שלהן.
בשדה מנוקדות גם גלקסיות רבות חיוורות ומרוחקות המהוות את הגרעין שממנו צמחו הגלקסיות הגדולות של היום. ההיסטוריה של הגלקסיות – מהתקופה שמיד לאחר שנוצרו הגלקסיות ועד הגלקסיות הגדולות של ימינו – כדוגמת שביל החלב- נפרשת בתמונה מרשימה אחת.
האבל התבונן בנקודה הדרומית בשמים בביקורים חוזרים על פני כל העשור האחרון במשך זמן מצטבר של 50 יום עם משך חשיפה מצטברת של 2 מיליון שניות. למעלה מ-2,000 תמונות של אותו שדה צולמו באמצעות שתי המצלמות העיקריות של האבל המצלמה המתקדמת לסקרים והמצלמה רחבת השדה מס’ 3 שהרחיבה את שדה הראיה של האבל גם בתחום האינפרה אדום הקרוב.

“ה-XDF הוא התמונה המעמיקה ביותר של השמים שהושגה עד כה והיא חושפת את הגלקסיות החיוורות והרחוקות ביותר שנראו אי פעם. XDF מאפשרת לנו לחקור עמוק בזמן יותר מאשר עד כה” אומר גארת’ אילינגרות’ (Illingworth), מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז, החוקר הראשי של תוכנית השדה העמוק של האבל 2009.

היקום הוא בן 13.7 מיליארד שנה וה-XDF חושף גלקסיות כפי שהן נראו לפני 13.2 מיליארד שנה. מרבית הגלקסיות ב-XDF נראות צעירות, קטנות ובשלבי צמיחה, ובדרך כלל גם אלימות כאשר הן מתנגשות זו בזו ומתמזגות. היקום המוקדם היה תקופה של לידה דרמטית של גלקסיות שהכילו כוכבים כחולים בהירים וגדולים – בהירים בהרבה מהשמש שלנו. האור מאותם אירועי עבר רק הגיע לכדור הארץ כעת, ולפיכך ה-XDF הוא בעצם “מכונת זמן אל העבר הרחוק”. הגלקסיות הצעירות ביותר באיזור זה התקיימו רק 450 מיליון שנה לאחר הולדת היקום במפץ הגדול.

לפני שיגור טלסקופ החלל האבל ב-1990, האסטרונומים יכלו בקושי לראות גלקסיות נורמאליות במרחק של עד 7 מיליארד שנות אור, בערך מחצית הדרך לראשית היקום. התצפיות באמצעות טלסקופים קרקעיים לא הצליחו להבחין כיצד הגלקסיות נוצרו והתפתחו ביקום המוקדם.

האבל סיפק לאסטרונומים את המראה הראשון של התצורות האמיתיות של הגלקסיות כאשר הן היו צעירות. הדבר סיפק עדות לכך שהגלקסיות באמת השתנו על פני הזמן. כמו לצפות בתמונות בודדות מסרט צילום, חשף טלסקופ החלל האבל את הופעת המבנים ביקום הצעיר ואת השלבים הדינמיים בהתפתחות הגלקסיות.

יכולת התצפית באינפרה אדום שנאס”א מתכננת לטלסקופ החלל ג’יימס ווב נועדה לביצוע תצפיות כדוגמת ה-XDF. טלסקופ החלל ווב יאתר גלקסיות חיוורות אפילו יותר שהתקיימו כאשר היקום היה רק בן כמה מאות מיליוני שנה. בגלל התפשטות היקום, האור מתקופה זו נמתח לעבר אורכי גל ארוכים עוד יותר בתחום האינפרה אדום. יכולת הראיה בתחום האינפרה אדום של טלסקופ החלל ג’יימס ווב תתאים בדיוק כדי לדחוף את ה-XDF אפילו עמוק יותר לתקופות בהם נוצרו הכוכבים והגלקסיות הראשונים והאירו את מה שהיה עד אז “התקופה החשוכה” באור עז.