허블 천문학자들이 우주의 초상을 그리다

천문학자들은 NASA의 허블 우주 망원경으로 16년 동안 관측한 내용을 사용하여 가장 방대하고 포괄적인 은하계의 '역사'를 하나의 이미지로 정리했습니다.

깊은 하늘 모자이크는 거의 7,500장의 노출로 구성되어 우주의 초상화를 그립니다. 이 지도에는 133억년 전(빅뱅 이후 5억년)으로 거슬러 올라가는 265,000개의 은하가 포함되어 있습니다. 그 중 가장 희미하고 가장 먼 은하의 밝기는 인간의 눈으로 볼 수 있는 밝기의 10억분의 1에 불과합니다. 우주의 진화도 기록되어 있습니다. 시간이 지남에 따라 은하계가 어떻게 변하여 근처 우주에서 볼 수 있는 거대한 은하계가 되었는지 보여줍니다.

이 허블 우주 망원경 이미지는 지금까지 촬영된 우주의 가장 광활한 풍경 중 하나인 허블 레거시 필드의 일부를 나타냅니다. 이미지는 16년 동안 관찰한 수천 장의 스냅샷으로 구성됩니다. 허블 헤리티지 필드(Hubble Heritage Field)는 허블 심층장과 XDF(eXtreme Deep Field)의 여러 관측 결과를 결합합니다. 파장 범위는 자외선에서 근적외선까지 확장되어 시간이 지남에 따라 은하의 주요 특징을 포착합니다. 해당 이미지는 빅뱅 이후 5억년(우주의 나이는 138억년) 이후 진화가 계속되는 약 20만 개의 은하계를 포함하는 먼 우주의 넓은 그림을 보여준다.

출처: NASA, ESA, G. Illingworth 및 D. Magee(캘리포니아 대학교, 산타 크루즈), K. Whitaker(코네티컷 대학교), R. Bouwens(라이덴 대학교), P. Oesch( 제네바 대학교) 및 허블 레거시 필드 팀

"이제 우리는 이전보다 더 넓은 지역을 조사했으며 허블의 역대 최대 규모 데이터 세트에서 더 먼 은하를 수집하고 있습니다." "이 이미지에는 완전한 우주 내 은하계 성장의 역사를 담고 있으며, 은하계가 '유아'에서 '성인'으로 성장하는 이야기를 들려준다”고 이미지를 조립한 팀을 이끈 UC 산타크루즈 캠퍼스의 가스 일링워스(Garth Illingworth)가 말했다. p>

미래 우주 망원경이 발사될 때까지 이 이미지는 타의 추종을 불허할 것입니다. Illingworth는 다음과 같이 덧붙였습니다. "우리는 이 모자이크를 천문학자들이 사용할 수 있는 도구로 사용합니다. 우리는 이 모자이크가 앞으로 몇 년 동안 우주의 진화에 대해 더 일관되고 더 깊고 철저한 이해로 이어질 것으로 기대합니다."

이미지는 먼 은하의 대규모 카탈로그를 생성합니다. "이 목록에 있는 많은 은하들은 우리가 대규모 은하외(은하외) 연구를 수행할 수 있게 해주는 정밀한 고해상도 측정값을 가지고 있습니다."라고 목록의 수석 조사관인 코네티컷 대학의 Katherine Whitaker가 말했습니다. 조사 결과는 은하 진화에 대한 우리의 이해에 큰 영향을 미친 예상치 못한 발견으로 이어졌습니다."

이 비디오에는 허블 울트라 딥 필드(Hubble Ultra Deep Field)에서 촬영한 수천 장의 이미지가 포함되어 있습니다. 수만 개의 은하계부터 시작하여 천천히 축소됩니다. 더 큰 허블 레거시 필드(265,000개의 은하 포함)를 공개합니다.

출처: NASA, ESA, G. Illingworth(캘리포니아 대학교, 산타 크루즈) 및 G. Bacon(STScI)

천문학자 Edwin Hubble이 100년 전에 설명한 것처럼 , 은하계는 "우주의 표시"입니다. 은하계는 천문학자들이 우주의 팽창을 추적하고, 우주의 기본 물리학에 대한 단서를 제공하고, 화학 원소의 기원을 보여주고, 태양계와 생명체의 출현을 가능하게 해줍니다.

이 더 넓은 뷰에는 이전 심층 필드보다 30배 더 많은 은하계가 포함되어 있습니다. 새로운 초상화는 보름달의 너비를 거의 덮는 각도 크기의 여러 스냅샷을 모자이크로 만든 반면, 극도로 깊은 필드는 보름달 직경의 10분의 1 미만을 덮습니다. 헤리티지 필드(Heritage Field)는 또한 초기 우주에서 젊은 은하들이 다른 은하들과 충돌하고 합쳐진 결과인 은하간 상호작용의 흔적을 발견했습니다.

위 이미지는 허블 헤리티지 필드(Hubble Heritage Field)를 달의 각직경과 비교합니다. 허블 레거시 필드(Hubble Legacy Field)는 우주를 가장 광범위하게 볼 수 있는 곳 중 하나로, 거의 하늘에 있는 달 크기의 영역을 덮고 있는 거의 7,500개의 노출 사진으로 구성된 모자이크를 갖추고 있습니다. 달은 하늘에서 0.5도 각도에 해당합니다(하늘을 향해 팔을 뻗었을 때 검지 너비의 절반).

출처: Hubble Legacy Field 이미지: NASA, ESA 및 G. Illingworth 및 D. Magee(캘리포니아 대학교, 산타 크루즈) 문 이미지: NASA, Goddard 우주 비행 센터 및 애리조나 주립 대학교

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모든 관찰 내용을 하나로 모으는 것은 기념비적인 작업이었고, 이미지는 31명의 천문학자로 구성된 팀이 공동으로 만든 것이었습니다. 허블은 하늘의 다른 어떤 지역보다 이 작은 지역에서 총 250일 이상 더 많은 시간을 보냅니다.

"우리의 목표는 16년 동안의 모든 노출을 하나의 이미지로 결합하는 것이었습니다."라고 팀의 데이터 처리 리더인 Dan Magee는 설명합니다. "이전에는 대부분의 노출이 그렇지 않았습니다. 일관된 방식으로 결합되므로 연구자가 과학적 분석을 수행하기 전에 광범위한 데이터 축소를 수행하는 대신 원하는 데이터를 즉시 선택하고 작업하는 데 유용합니다."

이 이미지와 개별 노출은 이는 MAST(Mikulski Archive for Space Telescopes)를 통해 전 세계 천문학 커뮤니티에 제공되도록 구성되었습니다. MAST는 메릴랜드 주 볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소에 위치한 허블 및 기타 NASA 임무의 천문 데이터에 대한 온라인 데이터베이스입니다.

허블 우주 망원경은 먼 우주의 더 깊은 "핵심 샘플"을 수집하기 위해 먼 길을 왔습니다. 1990년 허블우주망원경이 발사된 후, 천문학자들은 작고 겉보기에 텅 빈 하늘을 장기간에 걸쳐 노출시키기 위해 망원경으로 많은 시간을 투자할 가치가 있는지에 대해 논쟁을 벌였습니다. 그 결과 허블 딥 필드 이미지는 1995년에 수천 개의 보이지 않는 은하계를 포착했습니다. 이러한 대담한 노력은 미래 심층 이미징의 기반을 마련하는 획기적인 시연이자 모범적인 개념 증명입니다. 2002년에는 허블의 측량용 고급 카메라가 더 깊이 들어가 스냅샷에서 10,000개의 은하를 발견했습니다. 천문학자들은 허블에 장착된 광시야 카메라 3(WFC3)으로 2009년에 촬영한 사진을 사용하여 2012년 극심야의 스냅샷을 수집했습니다. WFC3는 이전 카메라보다 더 넓은 범위의 파장(자외선에서 근적외선까지)을 포괄합니다.

이 새로운 이미지 모자이크는 허블 헤리티지 필드(Hubble Heritage Field) 이미지 시리즈 중 첫 번째입니다.

팀은 하늘의 다른 영역에서 총 5,200개 이상의 노출을 포함하는 두 번째 이미지 세트를 작업하고 있습니다. 앞으로 천문학자들은 이미지의 다중 파장 범위를 확장하여 더 긴 파장의 적외선 데이터는 물론 스피처 우주 망원경과 찬드라 X선 관측소(NASA의 다른 두 대규모 관측소)의 고에너지 X선을 포함할 수 있기를 희망합니다. 관측소).

Heritage Field 이미지에 있는 수많은 은하계는 미래 망원경의 주요 목표이기도 합니다. Illingworth는 "이는 NASA가 계획하고 있는 광시야 적외선 측량 망원경(WFIRST)의 기초를 제공할 것입니다. Heritage Field는 WFIRST의 이미지 크기보다 100배 더 큰 크기를 포착할 수 있는 WFIRST의 길잡이입니다."라고 말했습니다. 3주간의 관찰을 통해 천문학자들은 허블 레거시 필드 크기의 두 배 이상인 더 깊은 필드의 이미지를 수집할 수 있을 것입니다."

또한 NASA의 곧 출시될 제임스 웹(James Webb). 제임스 웹 우주 망원경 천문학자들은 은하계의 성장을 밝히기 위해 기존 분야를 더 깊이 탐구할 수 있게 될 것입니다. Webb의 적외선 범위는 허블과 스피처의 범위를 뛰어넘어 천문학자들이 우주 최초의 은하를 식별하는 데 도움이 될 것입니다.

허블 우주 망원경은 NASA와 ESA(유럽 우주국) 간의 국제 협력 프로젝트입니다. NASA의 고다드 우주 비행 센터(Goddard Space Flight Center)가 망원경을 관리합니다. 우주 망원경 과학 연구소(STScI)는 허블의 과학 운영을 담당합니다. STScI는 워싱턴 DC에 있는 AURA(Association of Universities for Research in Astronomy)에 의해 NASA를 위해 운영됩니다.

참조

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-astronomomers-assemble-wide-view-of-the-evolving-universe

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