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Hubble Ultra Deep Field (HUDF): il campo profondissimo di Hubble

Illustrazione del Hubble Ultra Deep Field: cos'è, come è stato osservato, caratteristiche principali, importanza scientifica e campagne successive per esplorare le prime galassie.

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Panoramica

Il Hubble Ultra Deep Field (spesso abbreviato HUDF) è un'immagine estremamente profonda di una piccolissima porzione di cielo ottenuta dal telescopio spaziale Hubble. Pensato per studiare le galassie più deboli e distanti, l'HUDF mostra oggetti così lontani che la luce che vediamo oggi è partita quando l'Universo era ancora molto giovane. Questa osservazione ha rivoluzionato la nostra conoscenza della formazione e dell'evoluzione galattica nelle prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Per approfondire la definizione generale: HUDF overview.

Galleria di immagini

10 Immagini
File:Abyss_lrgb_v7_square.png
simple.wikipedia.org · CC BY-SA 4.0

Caratteristiche dell'immagine e area osservata

La regione osservata si trova nella costellazione della Fornace, nel cielo australe, scelta per la sua bassa densità di stelle e la scarsa oscurazione da polvere interstellare. Le coordinate della parte centrale sono comunemente riportate in ascensione retta e declinazione (J2000): ascensione destra 3h 32m 40.0s e declinazione -27° 47' 29" con riferimento al sistema J2000. La porzione di cielo coperta è estremamente piccola, dell'ordine di poche decine di minuti d'arco quadrati: un frammento infinitesimale rispetto all'intera sfera celeste, ma sufficiente per contenere migliaia di galassie. La posizione è spesso descritta in relazione a costellazioni vicine come Orione per facilitare l'individuazione sul globo celeste (Orione, Fornace), e la mappa celeste che colloca l'angolo di orientamento è disponibile qui: mappa sfera celeste.

Osservazioni tecniche e campagne

Le esposizioni principali furono raccolte tra il 24 settembre 2003 e il 16 gennaio 2004. Per costruire l'immagine sono state combinate circa 800 singole esposizioni ottenute in circa 400 orbite di Hubble attorno alla Terra: il tempo totale d'integrazione fu dell'ordine di diverse settimane equivalenti (per l'Advanced Camera for Surveys, ACS, furono circa 11,3 giorni di integrazione; per il Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS, furono aggiunti alcuni giorni supplementari). Tali osservazioni permisero di individuare circa 10.000 galassie in quella piccola regione del cielo (catalogo oggetti), molte delle quali visibili anche nelle bande infrarosse grazie a strumenti terrestri e spaziali (infrarosso).

Importanza scientifica

L'HUDF ha fornito una finestra privilegiata sulle prime fasi della storia cosmica: alcune galassie nell'immagine sono osservate com'erano oltre 13 miliardi di anni fa, quando l'Universo aveva poche centinaia di milioni di anni. Da questo dataset gli astronomi hanno ricavato informazioni sulla morfologia primitiva delle galassie, sui tassi di formazione stellare, sulla funzione di luminosità a redshift elevato e sui processi che hanno portato alla reionizzazione dell'Universo. L'immagine è diventata anche uno strumento didattico e di comunicazione scientifica per rappresentare la vastità e la profondità dell'Universo osservabile (contesto cosmologico).

Sviluppi successivi e confronto

Dopo la campagna iniziale sono state condotte nuove osservazioni che hanno esteso e approfondito il campo negli infrarossi e nelle bande ottiche, aggregando dati di strumenti più recenti e producendo versioni ancora più profonde dell'immagine (note in letteratura come campagne successive e combinazioni, tra cui raccolte che hanno unito dati ottici e infrarossi per ottenere maggiore sensibilità). Queste estensioni hanno migliorato la capacità di individuare galassie a redshift ancora maggiore e di misurare le loro proprietà fisiche con più precisione. Per informazioni su singole rilevazioni o cataloghi correlati: dettagli missione.

Dettagli pratici e risorse

Il campo contiene alcune stelle di riferimento indicate in cataloghi astronomici; per esempio la stella vicina al centro del campo compare con identificazioni catalogiche e magnitudini riportate in elenchi disponibili pubblicamente (stella centrale). L'HUDF è anche una pietra miliare nella storia delle osservazioni profonde: benché si tratti di un'area minuscola, le molte migliaia di galassie osservate offrono una statistica ricca per studiare l'evoluzione galattica.

Nota: nelle risorse indicate i link rimandano a pagine di approfondimento e archivi di dati per consultare immagini, cataloghi e articoli scientifici correlati al progetto HUDF.

ABYSS WFC3/IR Hubble Hubble Ultra Deep Field image (24 gennaio 2019)
ABYSS WFC3/IR Hubble Hubble Ultra Deep Field image (24 gennaio 2019)
Questa immagine ad alta risoluzione dell'HUDF comprende galassie di varie età, dimensioni, forme e colori. Le galassie più piccole e più rosse, circa 100, sono alcune delle galassie più lontane che Hubble abbia mai immaginato, esistenti quando l'universo aveva appena 800 milioni di anni.
Questa immagine ad alta risoluzione dell'HUDF comprende galassie di varie età, dimensioni, forme e colori. Le galassie più piccole e più rosse, circa 100, sono alcune delle galassie più lontane che Hubble abbia mai immaginato, esistenti quando l'universo aveva appena 800 milioni di anni.
Posizione del campo ultra profondo Hubble nel cielo notturno.
Posizione del campo ultra profondo Hubble nel cielo notturno.

Versioni successive

Il 25 settembre 2012, la NASA ha rilasciato una versione più raffinata del campo ultra-profondo chiamato eXtreme Deep Field (XDF). L'XDF rivela galassie che risalgono a 13,2 miliardi di anni fa, rivelando una galassia teorizzata per essere formata solo 450 milioni di anni dopo l'evento del big bang. Il 3 giugno 2014, la NASA ha rilasciato l'immagine Hubble Ultra-Deep Field composta, per la prima volta, dall'intera gamma di luce ultravioletta a quella del vicino infrarosso.

Il 23 gennaio 2019, l'Instituto de Astrofísica de Canarias ha rilasciato una versione ancora più profonda delle immagini all'infrarosso del Hubble Ultra Deep Field ottenuto con lo strumento WFC3, denominato ABYSS Hubble Ultra Deep Field. Le nuove immagini migliorano la precedente riduzione delle immagini WFC3/IR, compresa un'attenta sottrazione dello sfondo del cielo intorno alle galassie più grandi nel campo visivo. Dopo questo aggiornamento, alcune galassie sono risultate quasi il doppio di quelle misurate in precedenza.

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Domande e risposte

D: Che cos'è l'Hubble Ultra Deep Field?

R: L'Hubble Ultra Deep Field, o HUDF, è un'immagine di una piccola parte dello spazio in direzione della costellazione Fornax. È l'immagine più lontana dell'universo mai scattata dall'uomo.

D: Quanto tempo è stato necessario per catturare questa immagine?

R: Ci sono voluti più di 3 mesi per catturare questa immagine, dal 24 settembre 2003 al 16 gennaio 2004.

D: Quanti anni aveva l'universo quando è stata scattata questa immagine?

R: Quando è stata scattata questa immagine, l'universo aveva circa 800 milioni di anni.

D: Quante galassie sono visibili nell'Hubble Ultra Deep Field?

R: L'HUDF contiene circa 10.000 galassie.

D: Dove si trova la zona di cielo in cui si trovano queste galassie?

R: La zona di cielo in cui si trovano queste galassie è a sud-ovest di Orione, nella costellazione Fornax dell'emisfero australe, all'ascensione retta di 3h 32m 40.0s e alla declinazione di -27° 47' 29" (J2000).

D: Quanto è grande questo lembo di cielo rispetto a un pezzo di carta quadrato di 1 millimetro per 1 millimetro tenuto a un metro di distanza?

R: Questa zona copre 36,7 arcominuti quadrati, che è più piccola di un pezzo di carta quadrato di 1 millimetro per 1 millimetro (0,039 per 0,039 pollici) tenuto a un metro di distanza e pari a circa un tredicesimo milionesimo dell'area totale del cielo.

D: Quanto tempo di esposizione ha richiesto la combinazione delle fotocamere ACS e NICMOS?

R:Il tempo di esposizione totale richiesto per entrambe le fotocamere ACS e NICMOS combinate è stato di 11,3 giorni per ACS e di 4,5 giorni per NICMOS.

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AlegsaOnline.com Hubble Ultra Deep Field (HUDF): il campo profondissimo di Hubble

URL: https://it.alegsaonline.com/art/45512

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