Un vistazo de una pequeña parte del cielo, un salto de gigante atrás en el tiempo... La más profunda vista detallada del universo-- provista cortesmente por el Telescopio Hubble de la NASA se desvela a los científicos de la Sociedad Astronómica americana en San Antonio, Texas.
La imagen, tomada por el Hubble de Campo Profundo (HDF), fue ensamblada de 342 exposiciones tomadas con el Campo Ancho y la Cámara 2 (WFPC2 Planetaria) durante diez días consecutivos entre el 18 y el 28 de diciembre de 1995.
La vista representa un angosto "ojo de cerradura" que se alarga en el horizonte visible del universo, la imagen del HDF sólo cubre una parte del cielo que tiene la anchura de diez centavos localizado a 75 pies. Aunque el campo es una muestra muy pequeña de los cielos, se considera representativo de la distribución típica de galaxias en el espacio porque el universo, estadísticamente, es muy uniforme en todas las direcciones. Mirando fijamente en este campo pequeño, el Hubble descubrió un surtido desconcertante de por lo menos 1500 galaxias en varias fases de evolución.
La mayoría de las galaxias son tan débiles (próximas a la magnitud 30 o cuatro mil millones de veces más débiles de lo que puede ser visto por el ojo humano) que nunca antes han sido vistas incluso por los telescopios más grandes. Alguna fraccion de las galaxias en este zoológico datan de casi el principio del universo.
"La variedad de galaxias que vemos nos asombra. Estos datos del Hubble podrían resultar ser la doble hélice de la formación de las galaxias. Estamos viendo claramente como eran algunas galaxias hace diez mil millones años o más, en su proceso de formación," dijo Robert Williams, Director del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial Baltimore, Maryland. "En cuanto las imágenes han surgido en nuestras pantallas, no hemos podido impedir preguntarnos si nosotros podríamos estar viendo nuestros propios orígenes."
Harry Ferguson, de uno de los equipos de astrónomos del HDF agregó: "Uno de los grandes legados del Hubble serán estas imágenes profundas del cielo que muestran galaxias en los límites más débiles posibles con la más grande claridad posible desde aquí al mismo horizonte del universo."
El término "profundo" en un sentido astronómico significa que miramos los objetos más débiles del universo. Como los objetos más distantes son también los más débiles, la imagen es equivalente a usar una "máquina del tiempo" para mirar en el pasado y presenciar la formación temprana de galaxias, quizás a menos de mil millones años después del nacimiento del universo en la Gran Explosión.
Los datos de la imagen son tan importantes (comparable científicamente con el descubrimiento de los Pergaminos del Mar Muertos) que se han puesto a disposición inmediatamente de los astrónomos de todo el mundo en la investigación en la formación de galaxias y para indagar preguntas básicas sobre la estructura y evolución del universo.
Através de meses de investigación y análisis detallados encabezados por el equipo de astrónomos del HDF se cree que hay evidencia de que una población significativa de galaxias existieron cuando el universo tenía menos de mil millones de años.
La investigación del hito se llevó a cabo bajo la dirección de Williams, usando una fragción significativa del tiempo discrecional del propio director del Telescopio Espacial. Él decidió dirigir el programa del Campo Profundo del Hubble para usar la extremada resolución del Telescopio Espacial y su alta sensibilidad para retroceder en los límites del tiempo y del espacio.
Williams, y el equipo del STScI juntos para dirigir las observaciones, esperan abrir pistas a las preguntas cosmológicas fundamentales: ¿Se extenderá el universo para siempre? ¿Cuánto tiempo hace que aparecieron las primeras galaxias? ¿Cómo han evolucionado las galaxias en la historia del universo?
Esencialmente una "muestra del profundo corazón del cielo", del HDF es análoga a una muestra geológica del centro de la corteza de la Tierra. Así como una muestra del centro terrestre es una historia de eventos que tuvieron repercusión en la evolución de la superficie de Tierra, la imagen del HDF contiene información sobre el universo en diferentes estadios de tiempo. Al contrario de una muestra geológica sin embargo, no está claro qué galaxias están cercanas y por consiguiente su edad, ni cuales están muy distantes y por consiguiente existieron cuando el universo era recién nacido. "Es como mirar hacia abajo por un tubo largo y ver todas las galaxias a lo largo de esa línea de visión. Están todas apiladas entre si en este cuadro y el desafío es ahora desenredarlas," dijo Mark Dickinson del equipo de HDF.
Casi un año de preparación precedió a la observación. El equipo del HDF seleccionó un trozo de cielo cerca del mango del Cazo Grande (parte de la constelación circumpolar de la Osa Mayor). El campo está lejos del plano de nuestra Galaxia así que está "despejado" de objetos cercanos, como estrellas en primer plano. El campo proporciona una "ventana" fuera de la galaxia que permite una vista clara hacia el horizonte del universo. Pruebas de exposiciones hechas en 1995 con el Hubble y el telescopio de 4 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak también confirmaron que el campo está desprovisto de cúmulos galácticos grandes que interferirían con una visión más lejana y con los objetos más débiles. El campo designado está, necesariamente, en la zona de visión continua (CVZ) de la órbita del Hubble, una región especial donde el Hubble puede ver el cielo sin ser bloqueado por la Tierra y sin interferencias del Sol ni la Luna.
Mirando fijamente un trocito de cielo durante diez días, el Hubble fue sacando fotos una después de otra durante todo el tiempo de la exposición, acumulando datos. Cada exposición era típicamente de 15 a 40 minutos. Las imágenes se tomaron en el ultravioleta, azul, rojo, e infrarrojo. Combinando estas imágenes separadas en un solo color, los astronomos podrán inferir -- por lo menos estadísticamente -- las distancias, edades, y composición de las galaxias en la imagen de HDF.
Los astrónomos del ST ScI procesaron las imágenes, quitando rayos cósmicos y otros efectos, y los reunieron en una imagen final. Con cada imagen agregada, la vista es más profunda, revelando objetos más débiles. Cuando terminaron tenían la imagen más profunda tomada nunca de los cielos.