哈勃天文学家聚集了不断变化的宇宙观

天文学家利用美国宇航局哈勃太空望远镜16年的观测资料，将最大，最全面的星系“历史书”整理成一幅图像。

深空马赛克由近7,500个单独的曝光组成，提供了遥远宇宙的广阔画像，包含265,000个星系，这些星系可以追溯到133亿年后的大爆炸后的5亿年。最昏暗和最远的星系只是人眼可以看到的亮度的十亿分之一。宇宙的进化史也记录在这一全面的观点中。这幅肖像展示了星系如何随着时间的推移而变化，使自己成为附近宇宙中看到的巨大星系。

这项雄心勃勃的计划，称为哈勃遗产场，也结合了哈勃深度调查的几次观测，包括极端深场(XDF)，这是宇宙的最深处。波长范围从紫外光延伸到近红外光，随着时间的推移捕捉星系组装的关键特征。

“现在我们已经比以前的调查更广泛，我们正在哈勃有史以来生产的最大数据集中收集更多遥远的星系，”加州大学圣克鲁兹分校的Garth Illingworth说道，他是组建图像的团队的领导者。“这一幅图像包含了宇宙中星系生长的完整历史，从它们作为'婴儿'的时代到它们成长为完全成熟的'成年人'。”

在未来的太空望远镜发射之前，任何图像都不会超过这个图像。Illingworth补充说：“我们将这种马赛克作为我们和其他天文学家使用的工具。” “期望这次调查将导致对未来几年宇宙演变的更加连贯，深入和更深入的了解。”

该图像产生了一个巨大的遥远星系目录。“这个目录中众多星系的精确高分辨率测量能够进行大范围的河外研究，”斯托尔斯康涅狄格大学的目录首席研究员凯瑟琳惠特克说。“通常，这类调查产生了意想不到的发现，这些发现对我们对星系演化的理解产生了最大的影响。”

正如天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)曾在一个世纪前所描述的那样，星系是“太空的标志”。星系允许天文学家追踪宇宙的膨胀，提供宇宙基础物理学的线索，显示化学元素的起源，并使最终导致我们的太阳系和生命出现的条件成为可能。

这个更广阔的视野包含的星系数量是之前深层地区的30倍。新的肖像，多个快照的马赛克，几乎涵盖了满月的宽度。XDF比这个更广阔的视野更深入地进入太空，位于这个区域，但它的覆盖范围不到满月的直径的十分之一。遗产场还发现了一个不寻常物体的动物园。其中许多是银河系“火车残骸”的残余，这是宇宙早期的一个时期，当时小的年轻星系与其他星系相撞并合并。

组装所有观察结果是一项艰巨的任务。该图像包括不同天文学家团队对31个哈勃计划的集体工作。哈勃在这个小区域花费的时间比在天空的任何其他区域都多，总计超过250天，占一年的近四分之三。

“我们的目标是将所有16年的曝光组合成遗留图像，”加州大学圣克鲁兹分校的Dan Magee解释说，该团队的数据处理负责人。“以前，大多数这些曝光并没有以任何研究人员可以使用的一致方式组合在一起。天文学家可以选择他们想要的遗产领域的数据，并立即使用它，而不是必须执行大量的在进行科学分析之前减少数据。“

通过Mikulski太空望远镜档案馆(MAST)，全球天文界可以使用该图像以及构成新视图的各个曝光。MAST是哈勃和其他NASA任务的天文数据在线数据库，位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。

哈勃太空望远镜在遥远的宇宙中采用更深入的“核心样本”已经走过了漫长的道路。在哈勃于1990年发射之后，天文学家们争论是否值得花费一大笔望远镜的时间去进行“钓鱼探险”，以便长时间曝光一片看似空白的小天空。由此产生的哈勃深场图像在1995年在一个指向中捕获了数千个看不见的星系。大胆的努力是一个具有里程碑意义的示范和定义的概念验证，为未来的深场图像奠定了基础。2002年，哈勃望远镜的高级巡天相机甚至更深入地发现了一个快照中发现的10,000个星系。天文学家使用安装于2009年的哈勃望远镜宽视场相机3(WFC3)拍摄的照片，在2012年组装了eXtreme Deep Field快照。

这种新的图像拼接是Hubble Legacy Field图像系列中的第一个。该团队正在制作第二组图像，总共超过5,200个哈勃曝光，在另一个天空区域。在未来，天文学家希望扩大传统图像中的多波长范围，包括更长波长的红外数据和来自美国宇航局其他两个大观测台，斯皮策太空望远镜和钱德拉X射线天文台的高能X射线观测。

遗产地图像中的大量星系也是未来望远镜的主要目标。“这将为NASA计划的宽场红外探测望远镜(WFIRST)奠定基础，”Illingworth说。“遗产场是WFIRST的探路者，它将捕获比典型哈勃望远镜照片大100倍的图像。在WFIRST仅用了三周的时间内，天文学家将能够组装一个更深的场地。哈勃遗产场的两倍多。“

此外，美国宇航局即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜将允许天文学家更深入地探索传统领域，以揭示婴儿星系实际上是如何发展的。韦伯的红外线覆盖范围将超出哈勃和斯皮策的范围，以帮助天文学家识别宇宙中的第一个星系。

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