哈勃深场的哈勃深场（HDF）

1. 哈勃深场的哈勃深场（HDF）

又称哈勃深空，所包含的区域几乎没有银河系中的恒星，可见的3,000多个物体全部都是遥远的星系，其中更包含了目前所知最早、以及最遥远的星系。这张前所未有的影像被引用于400多篇科学论文，对于宇宙学研究宇宙起源有很大的帮助。 哈勃深空观测三年之后，哈勃空间望远镜于南天的杜鹃座再度以同样的方式拍摄了哈勃南天深空的影像。两张影像的雷同之处，使天文学家更加坚定地相信宇宙的星系散布并非是紊乱的，而有统一的构造。2004年，再度拍摄哈勃超深空影像，这是人类以可见光观察宇宙得到最远的影像。

2. 哈勃深场的哈勃极端深场（XDF）

2012年9月25日 ，NASA发布了一张哈勃拍摄的宇宙深处影像即哈勃极端深空场（XDF）。美国宇航局（NASA）和欧洲空间局（ESA）合作的哈勃太空望远镜在原先的哈勃超级深空场（HUDF）基础上，选取了10年研究发现的最深远的一块中心区域拍摄的。XDF区域非常窄，角直径不到满月的十分之一。十年以后，哈勃再次把镜头对准南天的一小片夜空，持续观测了50天，累计曝光时间超过200万秒。哈勃的两个主要相机——高级巡天相机（ACS）和第三代广域相机（WFC3）共拍摄了2000余张图像，组合成XDF视场，并把哈勃视角延伸到了近红外区域。哈勃超级深空场2009项目（HUDF09）主要研究者、加州大学圣圣克鲁兹分校的Garth Illingworth解释说：“XDF是我们已知的最深远的宇宙图像，揭示了最遥远最黯淡的星系。XDF使我们得以回溯比以前更早期的宇宙。”宇宙诞生于137亿年前，而XDF能回溯到132亿年的星系。XDF中的星系大多很小，处于年轻的成长时代，经常激烈地碰撞、合并。早期宇宙正是星系激动人心的形成期，包含大量格外灿烂的蓝巨星。它们的光刚刚抵达地球，因此XDF就是“遥远过去的时光隧道”。成长在斯皮策红外图像中看起来特别明亮的星系——意味着其中的XDF中最年轻的星系，离宇宙大爆炸仅有4.5亿年。在哈勃1990年发射之前，天文学家只能看到70亿光年外有限的几个星系，仅为宇宙年龄的一半。地面望远镜无法观测早期宇宙中的星系是如何诞生和演化的。哈勃让天文学家头一次看到年轻星系的真实外形是怎样的。这提供了强烈的直接视觉证据，证明宇宙真是在演化的。就像回放电影的一个个单帧画面，哈勃深空巡天揭示了婴儿宇宙结构的雏形和随后星系的动态演化阶段。NASA计划中的詹姆斯·韦伯红外望远镜（JWST），将以XDF为向导。JWST有望发现更暗的星系，它们离宇宙大爆炸仅2～3亿年。因为宇 宙膨胀，来自古老宇宙的（紫外）光波已经拉伸到红外波段。JWST的红外视力非常适合把XDF推向更早的年代，抵达第一代恒星和星系诞生的年代，那个星光照亮 “黑暗宇宙”的时代。　　XDF、HUDF09团队成员包括：美国加州大学圣塔克鲁兹分校 Garth Illingworth 、Daniel Magee、Pascal Oesch、V. Gonzalez；荷兰莱顿大学 Rychard Bouwens、Marijn Franx、Ivo Labbe；苏黎世瑞士联邦理工学院（全名缩写ETH）Marcella Carollo；太空望远镜科研所 Massimo Stiavelli；剑桥大学 Michele Trenti；耶鲁大学 Pieter van Dokkum等（相比2009年，部分人员已经更换了大学）。

3. 哈勃深场是什么

即哈勃超深空视场的简称。

哈勃太空望远镜于2003年9月3日至2004年1月16日期间拍摄、整理出一批外太空照片，显示的是天炉座的一小部分，是截至2006年为止以可见光拍摄的最深的宇宙影象，显示的是超过130亿年前的情况。

哈勃的哈勃超深空视场是天文学家获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。

凝视深远的星空以欣赏洪荒宇宙的过去。

4. 哈勃深场的介绍

哈勃深空视场（Hubble Deep Field, HDF）是一张由哈勃空间望远镜所拍摄的小区域夜空影像。拍摄位置在大熊座，影像的范围仅144弧秒，等于是100米外的一颗网球。由于拍摄目标太暗淡，整张影像由342次曝光叠加而成，拍摄时间是1995年12月18日至12月28日。此后，哈勃分别于2003-2004年和2012年9月25日再次对该区域更小视场和更深区域进行了拍摄，分别获得了哈勃超级深场（HUDF）和哈勃极端深场（XDF）两张太空影像。

5. 哈勃超深空的相关

宇宙最原始的星系到底是什么模样？为了回答这一个问题，哈勃太空望远镜摄下了这一张哈勃超深空(Hubble Ultra Deep Field, HUDF)照片，它是目前人类在可见光波段所能看到的宇宙最深处。据分析，哈伯超深空中有一个目前所见最冷的星系，这个星系可能是在130亿年前，也就是宇宙黑暗时期结束之后不久就诞生的。那时候宇宙的年龄大约只有目前的百分之五。哈勃望远镜用NICMOS和ACS相机，花了将近三个月的时间，对准同一个方向拍摄，才完成了这一张照片。在某些波段，哈勃超深空的感光度大约是哈伯深空(Hubble Deep Field,HDF) 的4倍。天文学家们将继续研究哈勃超深空照片，以期能对宇宙初期的恒星与星系的形成，有更多的了解。这张照片是目前以可见光所看到的宇宙最深处的图像。科学家形象地描述是将一根2.4米长的吸管深入到宇宙核心所看到的景象。据估计，此照片上有近1万个星系。天文学家于八月底和九月初利用新近安装的第三代广域相机对这些拍摄到的星系进行了红外图像分析。这些星系全部位于南部天空的一小块地方，称作哈勃超深空，已经被哈勃望远镜和其他很多望远镜观测到。研究者还没有测量来自这些星系光线的波长，因此他们还不能直接确定这些星系距离到底有多远。但这些星体的色彩表明大约有16个星系距离地球约129亿光年，还有5个左右距离更远，将打破此前距地球131亿光年的最远星系的记录。分析显示在宇宙早期演化进程中亮度大的星系较少，而且这些星系形成星体的速度慢得超乎想象。“我们在回首130亿年前，也就是宇宙大爆炸后6至7亿年前的宇宙，那时宇宙就像一个4岁的孩子。”观测小组成员之一，位于美国圣克鲁斯的加州大学天文学家加斯-伊林沃思说。这三个研究小组最近在数学文献库官网上发表了四篇论文，加州工学院天文学家理查德-艾利思是其中两篇论文的共同作者。他认为科学家们之所以能够迅速观测到这些看起来极度遥远的星系，是因为新相机具有更强的灵敏度和更广阔的视野。艾利思说：“我们都认为现在是观测的黄金时刻，所有的研究团队都在利用不同的软件对数据进行独立的分析，并公开发表研究成果和观点。”一个研究小组包括伊林沃思和另一名来自圣克鲁斯加州大学的理查德-鲍文斯，他们于9月11日发表了他们的发现。另一个小组包括罗斯-麦克卢尔、苏格兰爱丁堡大学的詹姆斯-邓禄普以及艾利思和他们的同事，他们于9月15日发表了他们的报告。第三个小组由英国牛津大学的安德鲁-班克领军，艾利思也是成员之一，他们于9月15日发表了一篇对哈勃望远镜最新观测数据的分析报告。观测者们发现随着望远镜观测得越遥远，回溯的时代越久远，明亮星系的数量显著下降。巴尔的摩太空望远镜科学研究所的哈利-弗格森根据银河系群星的亮度变化判断，这种下降可能是星系形成中的共有模式。德国加兴的马克思-普朗克天体物理研究所科学家西蒙-怀特认为，观测结果“似乎表明星系形成还处于早期阶段”。弗格森和艾利思认为，因为哈勃超深空极其微小，只有天空中月亮在满月时表面积的1/150，而且第三代广域相机刚开始拍摄，很难确定观测结果能在探索早期宇宙其他星系方面具有多大的代表性。艾利思表示新的发现意味着新的谜团。他的小组判断，这些遥远星系正在以非常缓慢的速度形成星体。它们太过渺小，以至于哈勃望远镜难以准确分析。在某些情况下，如此缓慢的速度仅相当于每年形成太阳质量的0.25%。按照目前的模式，这样的速度无法产生足够的紫外线，而紫外线图像对于研究宇宙演进具有重要意义。大爆炸约40万年后，宇宙明显冷却，质子和电子重新形成原子。但是宇宙长期以来都被电离，氢原子再度分裂成质子和电子。很多天文学家断定来自最古老星系的紫外线引起了原子分裂。当然，艾利思并不认为这会成为天文学的困扰。也许早期的星体产生紫外线辐射的效率超过我们的想象。也有可能早期星系的紫外线较之此后产生的星系更容易散发出来。怀特则认为还有另一只可能性，“或许还有许多未被发现的星系在发射紫外线。”随着新的数据会越来越多，有希望解决这样那样的宇宙奥秘。艾利思说：“令人激动的时刻已经到来。”哈勃太空望远镜堪称世界上最著名的太空望远镜，自从1990年开始，哈勃望远镜就开始围绕地球工作，它发回了关于星系最壮观的一些图片，科学家们也据此把宇宙的年龄定为137亿年，知道了黑洞是大多数星系的中心，他们还监控行星的信息，并发现宇宙正在以更快的速度扩张。哈勃太空望远镜“服役”将满20年，但似乎又焕发了青春。哈勃太空望远镜之所以“愈老弥坚”，是因为在今年5月的大修为其增添了新设备。新安装的广域相机3号可以观测到更远的太空，并在三个光谱范围捕捉图像：紫外线、可见光和红外线。另一个新设备名叫宇宙起源光谱仪，它可以把光线分解，天文学家可以借此研究宇宙的结构和起源，如星系、恒星和行星是如何形成并发展的。