허블 울트라 딥 필드

과학적 중요성

허블 울트라 딥 필드(HUDF) 적외선 관측은 우주의 새벽, 즉 최초의 은하가 초기 우주의 어둠 속에서 출현한 시대에 대한 우리의 이해에 큰 변화를 가져왔습니다. 관측을 근적외선 파장으로 확장함으로써 허블은 우주 팽창으로 인해 자외선과 가시광선이 적외선 영역으로 확장된 은하를 탐지할 수 있었습니다. 이러한 관찰을 통해 은하 형성은 이전에 생각했던 것보다 일찍 시작되었으며, 첫 10억 년 이내에 이미 상당한 항성 집단이 존재했다는 사실이 밝혀졌습니다. HUDF는 z=7 이상의 적색편이에서 은하의 최초 통계 샘플을 제공하여 우주 역사의 96%에 걸쳐 우주 별 형성 속도 밀도를 측정할 수 있게 했습니다. 초기 시대에 놀랍도록 성숙한 은하의 발견은 은하 형성 모델에 도전했으며 초기 우주에서 별 형성이 효율적으로 진행되었음을 나타냅니다. HUDF는 또한 초기 별빛이 우주를 채우는 중성 수소를 이온화하는 과정인 우주 재이온화의 타임라인에 중요한 제약을 제공했습니다.

관찰 세부 사항

적외선 HUDF 관측은 근적외선 채널에서 1.05, 1.25 및 1.6 마이크로미터의 필터를 갖춘 허블의 광역 카메라 3(WFC3)을 사용했습니다. 이 파장은 z=7 이상의 적색편이에서 은하의 적외선으로 이동하는 독특한 스펙트럼 특징인 라이먼-알파 브레이크(Lyman-alpha break)를 감지하기 위해 선택되었습니다. 관측에는 WFC3/IR 시간의 100개 이상의 궤도가 필요했으며 총 800개의 궤도에 달하는 이전 ACS 가시광선 관측과 결합되었습니다. 최종 모자이크는 적외선 대역에서 약 29등급의 한계 등급을 달성하여 인간의 눈으로 볼 수 있는 것보다 40억 배 이상 어두운 물체를 감지했습니다. 장시간 노출로 인해 축적된 검출기 아티팩트와 우주선 적중을 제거하려면 신중한 데이터 축소 기술이 필수적이었습니다.

우주 속 위치

재미있는 사실

• 1

  허블 울트라 딥 필드에는 이 작은 하늘 조각에서 볼 수 있는 약 10,000개의 은하가 포함되어 있습니다. 이는 팔 길이로 잡은 모래알보다 작은 영역입니다.

• 2

  허블은 수년에 걸쳐 400개 이상의 궤도를 누적하여 총 노출 시간 중 거의 100만 초(약 11.3일) 동안 이 단일 지점을 관찰했습니다.

• 3

  이 이미지에서 가장 멀리 떨어진 은하계는 빅뱅 이후 불과 4억~6억년 후의 모습으로 나타납니다. 당시 우주의 나이는 현재 나이의 약 5%에 불과했습니다.