Hubble Ultra Deep Field: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Datei:HUDF-JD2.jpg|miniatur|275px|Das HUDF zeigt Galaxien verschiedenen Alters, verschiedener Größe und Form. Die kleinsten, rotesten Galaxien, ungefähr 100 an der Zahl, gehören zu den am weitesten entfernten derzeit bekannten Galaxien. Gemäß der [[Theorie]] über den [[Urknall]] vor ca. 13,8 Milliarden Jahren sind diese Galaxien in einem Stadium zu sehen, als das Universum gerade 800 Millionen Jahre alt war.]]
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Das '''Hubble Ultra Deep Field''' ('''HUDF''') ist ein Bild einer kleinen Himmelsregion, aufgenommen vom [[Hubble-Weltraumteleskop]] über einen Zeitraum vom 3. September 2003 bis 16. Januar 2004. Es war bis zur Veröffentlichung des [[Hubble Extreme Deep Field]] im September 2012 das tiefste Bild des Universums, das jemals im Bereich des [[Lichtspektrum|sichtbaren Lichts]] aufgenommen wurde. Dabei wurde eine Himmelsregion ausgewählt, die kaum störende helle Sterne im Vordergrund enthält. Man entschied sich für ein Zielgebiet im [[Sternbild]] [[Chemischer Ofen]] südwestlich des [[Orion (Sternbild)|Orion]]. Es befindet sich bei [[Rektaszension]] 3h 32&nbsp;m 39,0s und [[Deklination (Astronomie)|Deklination]] −27° 47' 29,1″. Der Durchmesser des gewählten Himmelsausschnitts entspricht aus Sicht von der Erde etwa einem Zehntel des Monddurchmessers. Dies entspricht einer 1&nbsp;mm mal 1&nbsp;mm großen Fläche auf einen Abstand von einem Meter und stellt ungefähr ein Dreizehnmillionstel des gesamten sichtbaren Himmels dar. Das HUDF enthält rund 10.000 Galaxien und große kosmische Objekte. Es besteht aus zwei separaten Aufnahmen durch Hubbles „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) und dem „Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer“ (NICMOS). Das Bild entstand aus 800 Einzelbelichtungen, die während 400 Erdumkreisungen Hubbles durchgeführt wurden. Die gesamte [[Belichtungszeit]] betrug 11,3 Tage für ACS und 4,5 Tage für NICMOS. Um den gesamten Himmel in dieser Auflösung zu beobachten, würde das Hubble Weltraumteleskop eine Million Jahre benötigen.<ref>[http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/ Hubble's Deepest View Ever of the Universe Unveils Earliest Galaxies], NASA, 9. März 2004</ref>
Das '''Hubble Ultra Deep Field''' ('''HUDF''') ist ein Bild einer kleinen Himmelsregion, aufgenommen vom [[Hubble-Weltraumteleskop]] über einen Zeitraum vom 3. September 2003 bis 16. Januar 2004. Es war bis zur Veröffentlichung des [[Hubble Extreme Deep Field]] im September 2012 das tiefste Bild des Universums im Bereich des [[Lichtspektrum|sichtbaren Lichts]]. Dabei wurde eine Himmelsregion ausgewählt, die kaum störende helle Sterne im Vordergrund enthält. Man entschied sich für ein Zielgebiet im [[Sternbild]] [[Chemischer Ofen]] südwestlich des [[Orion (Sternbild)|Orion]]. Es befindet sich bei [[Rektaszension]] 3h 32&nbsp;m 39,0s und [[Deklination (Astronomie)|Deklination]] −27° 47′ 29,1″. Der Durchmesser des gewählten Himmelsausschnitts entspricht aus Sicht von der Erde etwa einem Zehntel des Monddurchmessers. Dies entspricht einer ein Quadratmillimeter großen Fläche auf einen Abstand von einem Meter und stellt ungefähr ein Vierzigmillionstel des gesamten Himmels dar.<ref>Ross Pomeroy: [https://www.realclearscience.com/blog/2015/12/the_astounding_truth_about_the_hubble_telescopes_most_famous_image.html ''The Astounding Truth About the Hubble Space Telescope's Most Famous Image''] RealClearScience, abgerufen am 17. April 2020.</ref> Das HUDF enthält rund 10.000 Galaxien und große kosmische Objekte. Es besteht aus zwei separaten Aufnahmen durch Hubbles „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) und dem „Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer“ (NICMOS). Das Bild entstand aus 800 Einzelbelichtungen, die während 400 Erdumkreisungen Hubbles durchgeführt wurden. Die gesamte [[Belichtungszeit]] betrug 11,3 Tage für ACS und 4,5 Tage für NICMOS. Um den gesamten Himmel in dieser Auflösung zu beobachten, würde das Hubble-Weltraumteleskop eine Million Jahre benötigen.<ref>[http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/ Hubble's Deepest View Ever of the Universe Unveils Earliest Galaxies], NASA, 9. März 2004</ref>


Das Hubble Ultra Deep Field steht in der Tradition des [[Hubble Deep Field]] und [[Hubble Deep Field South]], die mit der alten Kamera [[Hubble-Weltraumteleskop#Wide_Field/Planetary_Camera_2_(WFPC2)|WFPC2]] aufgenommen wurden, weniger tief sind und ein kleineres Feld abdecken. Nach Einbau der WFC3/IR-Kamera wurde der gleiche Himmelsbereich Ende August 2009 im nahen Infrarot bei den Wellenlängen 1,05, 1,25 und 1,6 Mikrometer als HUDF09 über vier Tage mit einer Gesamtbelichtungszeit von 48 Stunden aufgenommen<ref>[http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/universe-deepest-view.html Hubble's Deepest View of Universe Unveils Never-Before-Seen Galaxies], NASA, 12. August 2009</ref>
Das Hubble Ultra Deep Field steht in der Tradition des [[Hubble Deep Field]] und [[Hubble Deep Field South]], die mit der alten Kamera [[Hubble-Weltraumteleskop#Wide Field/Planetary Camera 2 (WFPC2)|WFPC2]] aufgenommen wurden, weniger tief sind und ein kleineres Feld abdecken. Nach Einbau der WFC3/IR-Kamera wurde der gleiche Himmelsbereich Ende August 2009 im nahen Infrarot bei den Wellenlängen 1,05, 1,25 und 1,6 Mikrometer als HUDF09 über vier Tage mit einer Gesamtbelichtungszeit von 48 Stunden aufgenommen.<ref>[http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/universe-deepest-view.html Hubble's Deepest View of Universe Unveils Never-Before-Seen Galaxies], NASA, 12. August 2009</ref>


== Wissenschaftliche Bedeutung ==
== Wissenschaftliche Bedeutung ==
Das HUDF zeigt die lichtschwächsten [[Galaxie]]n, die bis dahin beobachtet wurden, und damit auch die am weitesten entfernten (man spricht von der „Tiefe“ der Aufnahme). Wegen der endlichen [[Lichtgeschwindigkeit]] beträgt die [[Lichtlaufzeit]] von den entferntesten Galaxien zu uns über 13 Milliarden Jahre. Gemäß dem kosmologischen Standardmodell blickt man in die Frühzeit des [[Universum]]s 800 Millionen Jahre nach dem [[Urknall]] zurück. Die Aufnahme zeigt demnach einige der ersten Galaxien, die nach dem so genannten ''dunklen Zeitalter'' entstanden sind. Untersuchungen zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien waren die Hauptmotivation für das Projekt.
[[Datei:Hubble ultra deep field high rez.jpg|mini|275px|Dasselbe Bild wie oben in größerer Auflösung]]
[[Datei:hudf-illustration.jpg|mini|Richtung der Aufnahme relativ zur Erde]]
Das HUDF zeigt die lichtschwächsten [[Galaxie]]n, die bis dahin beobachtet wurden, und damit auch die am weitesten entfernten (man spricht von der „Tiefe“ der Aufnahme). Wegen der endlichen [[Lichtgeschwindigkeit]] beträgt die [[Lichtlaufzeit]] von den entferntesten Galaxien zu uns über 13 Milliarden Jahre. Gemäß dem kosmologischen Standardmodell blickt man in die Frühzeit des [[Universum]]s 800 Millionen Jahre nach dem [[Urknall]] zurück. Die Aufnahme zeigt demnach einige der ersten Galaxien, die nach dem so genannten ''[[Dunkles Zeitalter (Kosmologie)|dunklen Zeitalter]]'' entstanden sind. Untersuchungen zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien waren die Hauptmotivation für das Projekt.


Tatsächlich weist das HUDF darauf hin, dass etwa der Anteil von [[Irreguläre Galaxie|irregulären Galaxien]] mit der [[Rotverschiebung]], also der Entfernung, zunimmt, die durchschnittliche Galaxiengröße dagegen abnimmt. Die Sternentstehungsrate war bei hoher Rotverschiebung deutlich höher als heute.
Tatsächlich wies das HUDF darauf hin, dass etwa der Anteil von [[Irreguläre Galaxie|irregulären Galaxien]] mit der [[Rotverschiebung]], also der Entfernung, zunimmt, die durchschnittliche Galaxiengröße dagegen abnimmt. Die Sternentstehungsrate war bei hoher Rotverschiebung deutlich höher als heute.


[[Datei:Hubble ultra deep field.jpg|miniatur|275px|Das selbe Bild wie oben in größerer Auflösung]]
Bei der Interpretation der Beobachtungen ist zu beachten, dass Licht, welches wir von entfernten Galaxien im [[Visuelle Astronomie|sichtbaren Bereich]] beobachten, wegen der [[Kosmologie|kosmologischen]] [[Rotverschiebung]] tatsächlich im [[Ultraviolettstrahlung|Ultravioletten]] ausgesandt wurde. Visuelle Beobachtungen der [[Hubble-Sequenz|Morphologie von entfernten Galaxien]] müssen daher mit den entsprechenden Beobachtungen von lokalen Galaxien im Ultravioletten verglichen werden. Alternativ kann man entfernte Galaxien im [[Infrarotastronomie|infraroten Licht]] beobachten, welches als sichtbares Licht von den Galaxien ausgesandt wurde. Hierbei spielten das [[Spitzer-Weltraumteleskop]] (gestartet am 25. August 2003) und das [[Herschel-Weltraumteleskop]] (gestartet am 14. Mai 2009) sowie in Zukunft  der Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, das [[James Webb Space Telescope]] (gestartet am 25. Dezember 2021), eine Rolle. Letzteres ist für Beobachtungen im nahen Infrarot ausgelegt.
 
Bei der Interpretation der Beobachtungen ist zu beachten, dass Licht, welches wir von entfernten Galaxien im [[Visuelle Astronomie|sichtbaren Bereich]] beobachten, wegen der [[Kosmologie|kosmologischen]] [[Rotverschiebung]] tatsächlich im [[Ultraviolettstrahlung|Ultravioletten]] ausgesandt wurde. Visuelle Beobachtungen der [[Hubble-Sequenz|Morphologie von entfernten Galaxien]] müssen daher mit den entsprechenden Beobachtungen von lokalen Galaxien im Ultravioletten verglichen werden. Alternativ kann man entfernte Galaxien im [[Infrarotastronomie|infraroten Licht]] beobachten, welches als sichtbares Licht von den Galaxien ausgesandt wurde. Hierbei spielen das neue [[Spitzer-Weltraumteleskop]] (gestartet am 25. August 2003) und in Zukunft das [[Herschel-Weltraumteleskop]] (gestartet am 14. Mai 2009) sowie der Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, das [[James Webb Space Telescope]] (geplant ab Ende 2018), eine Rolle. Letzteres ist für Beobachtungen im nahen Infrarot ausgelegt.


== Literatur ==
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* [http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html NASA-Seite mit Animationen] (englisch)
* [http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html NASA-Seite mit Animationen] (englisch)
* [http://www.universetoday.com/am/publish/distant_galaxy_too_massive.html Entfernte Galaxie ist zu schwer für unsere Theorien] (englisch)
* [http://www.universetoday.com/am/publish/distant_galaxy_too_massive.html Entfernte Galaxie ist zu schwer für unsere Theorien] (englisch)
* [[Europäische Südsternwarte|ESO]]: [http://www.eso.org/public/germany/news/eso1633/ ALMA erkundet das Hubble Ultra Deep Field] 22. September 2016
* ESO: [http://www.eso.org/public/germany/news/eso1738/ Tiefste je durchgeführte spektroskopische Durchmusterung abgeschlossen] 29. November 2017
* astronews.com: [http://www.astronews.com/news/artikel/2016/09/1609-019.shtml Das Rohmaterial für neue Sterne] 23. September 2016
* astronews.com: [http://astronews.com/news/artikel/2017/11/1711-029.shtml Detaillierter Blick ins Hubble Ultra Deep Field] 30. November 2017


== Einzelnachweise ==
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[[Kategorie:Kosmologie (Physik)]]
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Aktuelle Version vom 26. Dezember 2021, 14:47 Uhr

Das HUDF zeigt Galaxien verschiedenen Alters, verschiedener Größe und Form. Die kleinsten, rötesten Galaxien, ungefähr 100 an der Zahl, gehören zu den am weitesten entfernten derzeit bekannten Galaxien. Gemäß der Theorie über den Urknall vor ca. 13,8 Milliarden Jahren sind diese Galaxien in einem Stadium zu sehen, als das Universum nicht älter war als 800 Millionen Jahre.

Das Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ist ein Bild einer kleinen Himmelsregion, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop über einen Zeitraum vom 3. September 2003 bis 16. Januar 2004. Es war bis zur Veröffentlichung des Hubble Extreme Deep Field im September 2012 das tiefste Bild des Universums im Bereich des sichtbaren Lichts. Dabei wurde eine Himmelsregion ausgewählt, die kaum störende helle Sterne im Vordergrund enthält. Man entschied sich für ein Zielgebiet im Sternbild Chemischer Ofen südwestlich des Orion. Es befindet sich bei Rektaszension 3h 32 m 39,0s und Deklination −27° 47′ 29,1″. Der Durchmesser des gewählten Himmelsausschnitts entspricht aus Sicht von der Erde etwa einem Zehntel des Monddurchmessers. Dies entspricht einer ein Quadratmillimeter großen Fläche auf einen Abstand von einem Meter und stellt ungefähr ein Vierzigmillionstel des gesamten Himmels dar.[1] Das HUDF enthält rund 10.000 Galaxien und große kosmische Objekte. Es besteht aus zwei separaten Aufnahmen durch Hubbles „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) und dem „Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer“ (NICMOS). Das Bild entstand aus 800 Einzelbelichtungen, die während 400 Erdumkreisungen Hubbles durchgeführt wurden. Die gesamte Belichtungszeit betrug 11,3 Tage für ACS und 4,5 Tage für NICMOS. Um den gesamten Himmel in dieser Auflösung zu beobachten, würde das Hubble-Weltraumteleskop eine Million Jahre benötigen.[2]

Das Hubble Ultra Deep Field steht in der Tradition des Hubble Deep Field und Hubble Deep Field South, die mit der alten Kamera WFPC2 aufgenommen wurden, weniger tief sind und ein kleineres Feld abdecken. Nach Einbau der WFC3/IR-Kamera wurde der gleiche Himmelsbereich Ende August 2009 im nahen Infrarot bei den Wellenlängen 1,05, 1,25 und 1,6 Mikrometer als HUDF09 über vier Tage mit einer Gesamtbelichtungszeit von 48 Stunden aufgenommen.[3]

Wissenschaftliche Bedeutung

Dasselbe Bild wie oben in größerer Auflösung
Richtung der Aufnahme relativ zur Erde

Das HUDF zeigt die lichtschwächsten Galaxien, die bis dahin beobachtet wurden, und damit auch die am weitesten entfernten (man spricht von der „Tiefe“ der Aufnahme). Wegen der endlichen Lichtgeschwindigkeit beträgt die Lichtlaufzeit von den entferntesten Galaxien zu uns über 13 Milliarden Jahre. Gemäß dem kosmologischen Standardmodell blickt man in die Frühzeit des Universums 800 Millionen Jahre nach dem Urknall zurück. Die Aufnahme zeigt demnach einige der ersten Galaxien, die nach dem so genannten dunklen Zeitalter entstanden sind. Untersuchungen zur Entstehung und Entwicklung von Galaxien waren die Hauptmotivation für das Projekt.

Tatsächlich wies das HUDF darauf hin, dass etwa der Anteil von irregulären Galaxien mit der Rotverschiebung, also der Entfernung, zunimmt, die durchschnittliche Galaxiengröße dagegen abnimmt. Die Sternentstehungsrate war bei hoher Rotverschiebung deutlich höher als heute.

Bei der Interpretation der Beobachtungen ist zu beachten, dass Licht, welches wir von entfernten Galaxien im sichtbaren Bereich beobachten, wegen der kosmologischen Rotverschiebung tatsächlich im Ultravioletten ausgesandt wurde. Visuelle Beobachtungen der Morphologie von entfernten Galaxien müssen daher mit den entsprechenden Beobachtungen von lokalen Galaxien im Ultravioletten verglichen werden. Alternativ kann man entfernte Galaxien im infraroten Licht beobachten, welches als sichtbares Licht von den Galaxien ausgesandt wurde. Hierbei spielten das Spitzer-Weltraumteleskop (gestartet am 25. August 2003) und das Herschel-Weltraumteleskop (gestartet am 14. Mai 2009) sowie in Zukunft der Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops, das James Webb Space Telescope (gestartet am 25. Dezember 2021), eine Rolle. Letzteres ist für Beobachtungen im nahen Infrarot ausgelegt.

Literatur

Weblinks

Commons: Hubble Ultra Deep Field – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Ross Pomeroy: The Astounding Truth About the Hubble Space Telescope's Most Famous Image RealClearScience, abgerufen am 17. April 2020.
  2. ↑ Hubble's Deepest View Ever of the Universe Unveils Earliest Galaxies, NASA, 9. März 2004
  3. ↑ Hubble's Deepest View of Universe Unveils Never-Before-Seen Galaxies, NASA, 12. August 2009
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