Les Hubbles dypeste utsikt mot sør. Med en ti dager lang observasjonskampanje har Hubble-romteleskopet boret et hull som er omtrent tolv milliarder lysår dypt inn i det ukjente, og utsatt mange hundre gamle galakser. HDF-S vil bli den best utforskede himmelregionen de neste årene, "spår Robert Williams, direktør for Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland. Mannen vet hva han snakker om. En gang før har han investert sitt personlige tidsbudsjett, som han fritt kan bruke som direktør for instituttet, for et dypt blikk på verdensrommet. Det var i desember 1995. På den tiden hadde Hubble-romteleskopet fotografert en ubeskrevet region av Big Dipper igjen og igjen i ti dager.

Resultatet, kalt Hubble Deep Field (HDF), ga et stort løft i utforskningen av universet. Aldri før hadde en fjernere himmelsk region blitt utforsket. Og siden et blikk ut i dypet av rommet samtidig er et tilbakeblikk i tid, var astronomer i stand til å legge en sti i den tidlige fasen av kosmos.

Nå har HDF fått en bror på den sørlige stjernehimmelen: Hubble Deep Field-South, kort HDF-S. Williams og hans 50 ansatte fra STScI og NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, hadde valgt en bittelitt, ubeskrevet region i Tukan-stjernebildet, i nærheten av Sky South. Etter flere prøveskudd i oktober 1997, var Hubble-romteleskopet 28. september 1998 rettet mot dette stedet. Fram til 10. oktober så det nesten uavbrutt der og tok opptak for innleggelse - 150 jordbaner fra det sentrale området, og 27 flere fra miljøet. Det er totalt 995 bilder av ultrafiolett, optisk og nær infrarød stråling - som hver varer i gjennomsnitt 30 til 45 minutter.

På datamaskinen ble alle disse bildene deretter kombinert til et enkelt bilde. Resultatet, publisert i slutten av november 1998, viser et galleri på rundt 2500 galakser. De svakeste har en tilsynelatende lysstyrke i størrelsesklassen 30 - det er en seks milliardedel av lysstyrken som vi knapt kan se med det blotte øye. Så svak som lys vil gløden av en sigarett vises for oss i månens rekkevidde. utstilling

"Rett etter HDF ønsket jeg et nytt dypt feltskudd, " husker Williams. "Etter flere måneder med å innse at HDF har verdifull informasjon om epoke av galaksedannelse, visste jeg at vi trengte å undersøke en andre region i en annen del av himmelen."

Årsaken er enkel: Fra et utvalg alene kan knapt trekke vidtrekkende konklusjoner. Fordi tilfeldigvis kunne romteleskopet fange en atypisk siktlinje, som ingen vil legge merke til, fordi borehullet er så smalt. Å stole på en enkelt prøve ville være like risikabelt som for eksempel å karakterisere den europeiske befolkningen ved å avhøre en liten gruppe mennesker i en siciliansk landsby.

Siden utgivelsen av HDF-data i januar 1996 har mange andre høydrevne teleskoper på jorden og i verdensrommet undersøkt det lille himmelområdet: fra infrarødt til synlig lys til røntgen. Ved hjelp av det 10 meter lange Keck-teleskopet på Hawaii, kunne avstandene til 125 av de omtrent 2500 HDF-S-galakene bestemmes. De utgjør omtrent tolv milliarder lysår. Lyset fra disse galaksene kommer fra en tid da universet var høyst en milliard eller to milliarder år gammelt. Mange av dem har rare former som antyder kosmiske biljard. Disse var tidligere enn galaksenes var enda tettere sammen, vanligere enn i dag og har tilsynelatende sterkt påvirket galaksenes utvikling.

I mellomtiden tror mange astronomer at galakser opprinnelig besto av mindre komponenter - gassskyer og stjerneklynger - og bare vokste over tid ved å innlemme nabostadige dverggalakser i det de er i dag. Hastigheten på stjernedannelse i det tidlige universet ble også bedre vurdert av forskere som bruker HDF. Én til tre milliarder år etter Big Bang var stjerners fødsel over ti ganger mer vanlig enn den er i dag. Imidlertid gjemmer de fleste av disse unge stjernene seg bak støvskyer i de optiske og ultrafiolette områdene i spekteret. Bare deres infrarøde stråling trenger inn i oss.

HDF-S gir et veldig likt bilde. I tillegg til diskformede spiralgalakser og rødlige elliptiske galakser, er det også mange merkelig formede gjenstander å se - levende bilder av galaktiske kollisjoner. Den første analysen av HDF-S bekreftet således bildet oppnådd av HDF og dermed astronomenes grunnleggende antagelse om at universet er det samme i alle retninger. Ytterligere innsikt er forventet i de kommende månedene og årene når de kraftige teleskopene på den sørlige halvkule kommer i drift - i Australia og spesielt i Chile, der European Southern Observatory (ESO) for tiden bygger sitt nye Very Large Telescope.

HDF-S har enda mer å tilby enn HDF. Så er i HDF-S en kvasar. Med en rødforskyvning på z = 2, 2, er dette ultralysende sentrum av en ung galakse omtrent 9, 5 milliarder lysår fra Jorden. Astronomer ved Anglo-Australian Observatory i Siding Spring, Australia hadde oppdaget kvasaren i 1996. Han var også en av grunnene til å velge denne himmelen til HDF-S. Lyset har gått gjennom omtrent tre fjerdedeler av det observerbare universet i denne retningen.

Usynlige skyer med hydrogen svelget noe av lyset. Disse absorpsjonslinjene i quasarspekteret er som astronomer - kosmiske kommisjonærer som leter etter ledetråder - som "fingeravtrykk". Du kan trekke konklusjoner om fordelingen av intergalaktisk materie.

HDF-S har en annen fordel i forhold til eldre HDF. På den tiden var det bare bredt feltkamera fra romteleskopet tilgjengelig. Under den siste servicemisjonen til Space Shuttle-astronauter i februar 1997, ble det imidlertid installert ytterligere to instrumenter i romteleskopet, som nå også ble brukt: STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) og NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).

STIS har absorbert den ultrafiolette strålingen fra HDF-S-regionen. Den ble sendt av blant annet de hotteste stjernene. I tillegg samlet STIS inn spektraldata som gir informasjon om sammensetningen av de fjerne galaksene. NICMOS registrerte infrarød stråling. En del av det kommer fra gjenstander som er pakket inn i støv og derfor ikke er synlige i det optiske området. Totalt sett inneholder HDF-S informasjon fra åtte bølgelengdeområder. Denne mengden data gir allerede et første estimat av galakseavstand, temperatur og hastighet.

Nylig hadde NICMOS spilt inn et HDF-kutt i det infrarøde i 36 timer. Det har kanskje de fjerneste eldgamle galaksene som eksisterer, som astronomer fra University of Arizona i Tucson kunngjorde i oktober i fjor. "NICMOS har åpnet forhenget som hittil har blokkert vårt syn på de mest avsidesliggende objektene og avslører nye skuespillere på den kosmiske scenen, " sier Rodger I Thompson, leder for astronomiteamet, NICMOS Innspillingen har blitt evaluert i flere måneder. "Nå må vi finne ut hvem, hva og hvor de er. Det er fortsatt nye grenser. "

Thompson klarte å knytte svake røde galakser med kompakt blå stråling kjent fra HDF-avbildning. "Dette betyr at noen objekter som vises som separate galakser, faktisk er varme stjernedannende regioner i mye større, eldre galakser, " forklarer han.

I tillegg fant astronomene mange objekter i NICMOS-bildet som ikke har noen optisk motstykke i HDF. De er sannsynligvis enda lenger unna enn de originale HDF-galakene. Den infrarøde "fargen" deres antyder at noen kan være blant de fjerneste stjerneøyene vi kjenner. Strålingen deres kommer fra en tid da universet bare var noen hundre millioner år gammelt. NICMOS er spesielt godt egnet for leting etter slike fjerne objekter, siden utvidelsen av universet har trukket lyset fra de første galaksene så langt fra hverandre - flyttet inn i det røde, lengre bølgefeltet - at det er fra Jorden kun sett i den usynlige infrarøde glansen.

"Kanskje ser vi det første stadiet av galaksdannelse her, " sier Alan Dressler fra Carnegie Observatories i Pasadena, California. "Men gjenstandene er så besvime at deres natur bare kan utforskes av enda kraftigere teleskoper i fremtiden - for eksempel romteleskopet Next Generation, som lanseres i 2007."

=== R diger Vaas

science.de

Anbefalt Redaksjonens