哈勃再窥深空

原文标题：Hubble Goes Deep(est) Again

作者：Kelly Beatty   原文来自：SkyandTelescope.com   Posted: 2009. 12. 16

编译：Melipal   审校：Linq （编译版权所有，文章有删节，未经许可请勿转载。）

随着可探测的边界向愈发遥远的深空推进，宇宙学家知道，远方的宇宙并不是所见的那般模样。

来自更为遥远的星系的暗淡光线已经传播了更久——而由于最遥远的天体远离我们的速度最快，它们由第一代炽热恒星发出的明亮紫外光束在到达字求的时候还被红移成了红外波段的暗淡辐射。为了看到这些早期的太阳（或者说是它们组成的整个星系），天文学家使用世界上最为先进的望远镜作了力所能及的探测。不过他们已努力突破了z=7的红移界限，这对应于大爆炸8亿年之后的时光。

哈勃太空望远镜的新型宽视场照相机3号在近红外波段拍摄了迄今最为深远的照片。图中最暗淡、颜色最红的天体可能是业已辨认出的最古老的星系，我们所见的是它们在大爆炸之后仅仅6亿至9亿年之间的样子（红移高达8）。这一小片“哈勃超深空区09”宽40角分。点击这里可见更清晰的图片，或者点击这里下载全分辨率大图。图片提供：Garth Illingworth (UCO / Lick Obs. / Univ. of Calif., Santa Cruz) & others

2009年5月，当进行太空行走的宇航员将宽视场照相机3号（Wide-Field Camera 3）装入哈勃望远镜的腹部之后，观测者得到了一个强大的新工具。之后他们花费了一点时间，将它的性能推到极致。在8月底到9月初的12天里，这台照相机重复瞄准了天炉座只有2平方角分的小片天区。这里正是5年前拍摄哈勃超深空区（Hubble Ultra-Deep Field，HUDF）照片的地方，当时拍照的设备是业已退役的先进测绘照相机（Advanced Camera for Surveys）。

WFC3总共花费了173000秒（48小时）的曝光时间，得到了在红外波段拍摄的最为深远的宇宙照片。最暗的天体亮度为28.5，如果人可以看到这一波段的话，这一数字要比眼睛所能觉察的最暗亮度还要暗上将近10亿倍。更为重要的是，新的HUDF照片使红外天空推进到了更远处，拍摄波段是1.1、1.25和1.65微米。

并不让人吃惊的是，研究人员已经对此照片摩拳擦掌了。他们希望可以目睹从婴儿期宇宙的“黑暗时代”（大爆炸冷却后留下的氢元素尚未被恒星与类星体的辐射电离，因此对紫外线不透明）转变到再电离时代（第一颗恒星开始发光，使星系际介质电离并使其在很大程度上变得透明）的过程。

人们对再电离发生的方式和时间所知甚少（除了一点，也就是该过程可能是局域性且不规则的），因此辨认最遥远的星系进而描述宇宙可能的最早期状态的研究高潮已经开始。在HUDF的红外照片公布后的3个月中，已经有12篇研究论文提交出版。虽然这并不是一张宽视场照片，它却覆盖了足够的宇宙财产，可以展示具有统计学意义的过往星系样本。

在其中一项分析中，来自牛津大学的安德鲁·J·邦克（Andrew J. Bunker）等人发现，z=7处或者更古老的星系都不足以使氢元素足够快地发生再电离。他们总结道，为了完成这一任务，在探测极限之下必然有许多星系存在，要么是电离光子的产生必然要比理论预计更为有效，再或者是这些星系中的恒星形成速率要比预期值快得多。

关于这张富有历史意义的照片的更多背景，请阅读空间望远镜科学研究所、欧洲的哈勃信息中心以及牛津大学提供的新闻报道。

（全文完）