Über dieses Bild
Dieses bahnbrechende Bild des Hubble Ultra Deep Field stellt einen der tiefsten Einblicke der Menschheit in den Kosmos dar und fängt das Licht von Galaxien ein, die existierten, als das Universum weniger als eine Milliarde Jahre alt war. Durch die Kombination von Infrarotbeobachtungen mit früheren Daten des sichtbaren Lichts spähte Hubble durch den kosmischen Nebel und entdeckte Galaxien, die sich nur 600 Millionen Jahre nach dem Urknall bildeten – einer Zeit, als die erste Generation von Sternen noch den neutralen Wasserstoff ionisierte, der das junge Universum füllte. Jeder schwache Fleck in diesem Bild stellt eine ganze Galaxie dar, die Milliarden von Sternen enthält, und das kollektive Licht dieser alten Systeme reiste über 13 Milliarden Jahre, bevor es die Hubble-Detektoren erreichte. Dieses außergewöhnliche Bild zeigt, dass die Bildung von Galaxien bemerkenswert früh in der kosmischen Geschichte begann und stellt entscheidende Einschränkungen für unser Verständnis dar, wie die ersten leuchtenden Strukturen aus der ursprünglichen Dunkelheit entstanden.
Wissenschaftliche Bedeutung
Die Infrarotbeobachtungen des Hubble Ultra Deep Field (HUDF) waren für unser Verständnis der kosmischen Morgendämmerung von entscheidender Bedeutung – der Epoche, in der die ersten Galaxien aus der Dunkelheit des frühen Universums auftauchten. Durch die Ausweitung der Beobachtungen auf Wellenlängen im nahen Infrarot konnte Hubble Galaxien entdecken, deren ultraviolettes und sichtbares Licht durch die Expansion des Universums ins Infrarote ausgedehnt worden war. Diese Beobachtungen zeigten, dass die Galaxienbildung früher als bisher angenommen begann und bereits innerhalb der ersten Milliarde Jahre erhebliche Sternpopulationen vorhanden waren. Das HUDF lieferte die ersten statistischen Proben von Galaxien bei Rotverschiebungen über z=7 und ermöglichte Messungen der kosmischen Sternentstehungsratendichte über 96 % der kosmischen Geschichte. Die Entdeckung überraschend reifer Galaxien in diesen frühen Epochen stellte Modelle der Galaxienentstehung in Frage und deutete darauf hin, dass die Sternentstehung im frühen Universum effizient verlief. Das HUDF lieferte auch entscheidende Einschränkungen für den Zeitplan der kosmischen Reionisierung – dem Prozess, durch den frühes Sternenlicht den neutralen Wasserstoff ionisierte, der das Universum füllte.
Beobachtungsdetails
Für die Infrarot-HUDF-Beobachtungen wurde Hubbles Wide Field Camera 3 (WFC3) im Nahinfrarotkanal mit Filtern bei 1,05, 1,25 und 1,6 Mikrometern verwendet. Diese Wellenlängen wurden ausgewählt, um den Lyman-Alpha-Bruch zu erkennen – ein charakteristisches spektrales Merkmal, das sich bei Galaxien bei Rotverschiebungen über z=7 ins Infrarote verschiebt. Die Beobachtungen erforderten über 100 Umlaufbahnen von WFC3/IR-Zeit und wurden mit früheren ACS-Beobachtungen im sichtbaren Licht kombiniert, die insgesamt 800 Umlaufbahnen umfassten. Das endgültige Mosaik erreichte Grenzhelligkeiten von etwa der 29. Magnitude im Infrarotbereich und erkannte Objekte, die mehr als vier Milliarden Mal schwächer sind, als das menschliche Auge sehen kann. Sorgfältige Datenreduktionstechniken waren unerlässlich, um Detektorartefakte und Treffer durch kosmische Strahlung zu entfernen, die sich über die Langzeitbelichtungen angesammelt hatten.
Ort im Universum
Konstellation
Fornax
Entfernung von der Erde
Bis zu 13,2 Milliarden Lichtjahre
Lustige Fakten
- 1
Das Hubble Ultra Deep Field enthält etwa 10.000 Galaxien, die in diesem winzigen Himmelsfleck sichtbar sind – eine Fläche, die kleiner ist als ein Sandkorn, das man auf Armeslänge ausstreckt.
- 2
Hubble starrte diesen einzelnen Punkt fast 1 Million Sekunden lang (etwa 11,3 Tage) der Gesamtbelichtungszeit an, insgesamt über 400 Umlaufbahnen über mehrere Jahre hinweg.
- 3
Die am weitesten entfernten Galaxien in diesem Bild erscheinen so, wie sie es nur 400–600 Millionen Jahre nach dem Urknall waren, als das Universum nur etwa 5 % seines heutigen Alters hatte.
Bildnachweis: NASA, ESA, Hubble-Weltraumteleskop
