科學家處理哈勃超深場圖像,獲得“失蹤之光”

科學家處理哈勃超深場圖像,獲得“失蹤之光”

它使我們能夠在土星和繞著遙遠的太陽運行的行星上發現極光。它使天文學家能夠看到星系形成的早期階段,並回顧了宇宙中一些最早的時期。它還比以往更精確地測量了到造父變星的距離,這有助於天體物理學家限制宇宙膨脹的速度(哈勃常數)。

這就是為什麼沒有一個太空望遠鏡像哈勃太空望遠鏡那樣被認可和尊敬的原因。雖然哈勃的任務目前計劃在2021年結束,但它仍在開拓新的領域。由於來自加拿大天文研究所(IAC)的一個研究小組的努力,哈勃望遠鏡最近獲得了有史以來從太空拍攝到的最深的宇宙圖像。

這項研究描述了研究小組的工作,名為“哈勃超深場的失蹤之光”,最近發表在“天文學和天體物理學”雜誌上。為了他們的研究,研究小組使用了哈勃超深場(Hubble Ultra Deep Field,HUDF)的原始哈勃圖像,這是有史以來拍攝到的宇宙最深的圖像,這是從230多小時的觀測中拍攝到的數百張哈勃圖像的結果。

科學家處理哈勃超深場圖像,獲得“失蹤之光”

來自哈勃超深場(HUDF)的圖像

這些圖像是用哈勃的廣域攝像機3(WFC3)拍攝的,該相機於2009年5月安裝在哈勃望遠鏡上。然後將這些圖像結合起來,揭示了宇宙中最早的一些星系。然而,當涉及微弱的擴展對象的檢測時,組合圖像的方法並不理想。

其中包括旋渦星系的臂和透鏡星系的圓盤,在這些星系中,恆星和氣體的濃度比中心的密度低。通過改進圖像合成過程,研究小組能夠從哈勃超深場中恢復出大量的光,特別是在最大星系的外圍區域。正如該小組的首席研究員亞歷杭德羅·S·博拉夫(Alejandro S.Borlaff)最近在IAC的一份新聞稿中所解釋的那樣:

“我們所做的是回到哈勃望遠鏡直接觀察到的原始圖像存檔,並改進合成過程,不僅為距離較遠的較小星系,而且為最大星系的擴展區域,提供最佳的圖像質量。”

處理這些圖像以找到“丟失的光”對研究人員來說是一個重大的挑戰,因為這需要對廣域攝像機3的相機和望遠鏡進行測試和校準。但是,由於他們目前都在哈勃和軌道上,所以在地面上是不可能做到這一點的。

科學家處理哈勃超深場圖像,獲得“失蹤之光”

哈勃超深場的圖像,“失蹤的光”揭示了更多的恆星和特徵

為了克服這一點,該小組啟動了ABYSS HUDF項目,該項目致力於優化哈勃望遠鏡獲取的紅外和廣域攝像機3數據,以保持低表面亮度區域的特性。這包括分析天空不同區域的數千張圖像,以改進軌道望遠鏡的校準。

這一過程的作用將導致新的鑲嵌圖案,成功地恢復了以前的哈勃超深場圖像上去除的低表面亮度結構。這進而揭示了在哈勃超深場中成像的最大星系的大小几乎是以前測量的兩倍。

正如博拉夫所解釋的那樣,這種對宇宙的最新看法“歸功於近年來在圖像處理技術方面的顯著改進,在這一領域,在IAC工作的小組走在了前列”。

這張宇宙最早時期的新照片可能會對宇宙學產生重大影響。知道早期的星系比以前想象的更大,這可能會改變我們的一些時間線,這表明星系的形成要麼比我們想象的更早,要麼比我們想象的更快。

它也表明,經過30年的服務,哈勃望遠鏡仍然有能力提供突破性的發現!


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