Hubble eXtreme Deep Field (XDF) er et billede af en lille del af rummet i centrum af Hubbles Ultra Deep Field. Det er i retning af stjernebilledet Fornax. Billedet viser det dybeste optiske indblik i rummet.

XDF-billedet blev frigivet den 25. september 2012. Billedet kombinerede 10 års billeder. Det viser galakser, der er over 13,2 milliarder år gamle. Eksponeringstiden var to millioner sekunder, eller ca. 23 dage. De mindst lysstærke galakser er en ti milliardedel så lyse som det, det menneskelige øje kan se. Mange af de mindre galakser er meget unge galakser. Nogle af dem blev til de store galakser, som Mælkevejen og andre galakser i vores galaktiske nabolag.

Hubble eXtreme Deep Field tilføjer yderligere 5.500 galakser til Hubbles udsigt fra 2003 og 2004 over en meget lille del af det fjerneste univers.

Hvordan blev XDF skabt?

XDF er et resultat af at kombinere mange enkeltbilleder optaget over omtrent et årti med Hubble-rumteleskopets kamerainstrumenter. Data stammer især fra Advanced Camera for Surveys (ACS) og Wide Field Camera 3 (WFC3), fordelt over flere filterbånd i det optiske og nær-infrarøde spektrum. Ved at stakke (kombinere) de enkelte eksponeringer, fjerne kosmiske stråler, rette for instrumentstøj og kalibrere baggrundslys kan man frembringe et billede med ekstrem følsomhed og høj signal-til-støj-forhold.

Hvad viser billedet — og hvorfor er det vigtigt?

XDF afslører tusinder af galakser i forskellige udviklingsstadier, fra nydannede, små blå stykker til større, rødere og mere udviklede systemer. Mange af de fjerneste objekter i XDF ses, som de så ud, da universet kun var nogle få hundrede millioner år gammelt — det vil sige med et kig tilbage på over 13 milliarder år. Det svarer typisk til objekter med store rødforskydninger (z ≳ 6–10), hvilket giver vigtig information om den såkaldte reioniserings-epoke og tidlig stjernedannelse.

Videnskabeligt bruges XDF til at:

  • Kartlægge antallet af galakser i det tidlige univers og måle stjernedannelseshastigheden i forskellige epoker;
  • Studere galaksemorfologi og sammensætning på tidlige tidspunkter (hvordan og hvornår små galakser smelter sammen til større systemer);
  • Give mål for hvordan støv, metalliske elementer og stjernetiltag udvikler sig i de første hundrede millioner til milliarder af år;
  • Give mål for planlægning og tolkning af efterfølgende dybe observationer med nye instrumenter (f.eks. James Webb Space Telescope og kommende store teleskoper).

Tekniske og visuelle detaljer

Det samlede billede dækker kun en meget lille flig af himlen, men fordi eksponeringstiden er så lang—i alt omkring 2 millioner sekunder—kan man detektere ekstremt svage kilder. Farvekompositten i XDF kombinerer data fra forskellige filtre, så blålige farver typisk markerer yngre, varme stjerner, mens røde farver kan indikere ældre stjerner, støv eller høje rødforskydninger.

Eftervirkninger og efterfølgende forskning

Offentliggørelsen af XDF gav astronomer et dybere grundlag for at udvælge kandidater til spektroskopiske opfølgende målinger og banede vejen for opdagelser af nogle af de tidligste kendte galakser. Billedet fungerer fortsat som en reference for studier af kosmisk evolution og et vindue til, hvordan de første galaktiske strukturer opstod.