A cumplirse 30 años del lanzamiento del Hubble, Forbes comparte 15 fotos para entender los momentos claves del telescopio espacial que cambió nuestra comprensión del universo.
Un pequeño vistazo a una partecita del cielo, un gran salto atrás en el tiempo. Este fragmento del cielo representa menos de 1/100.000.00 del volumen del Universo, pero revela casi 1.000 galaxias nunca antes vistas. Este fragmento de la imagen original del Campo Profundo del Hubble (HDF, por sus siglas en inglés) aportó buena parte de lo que sabemos sobre el aspecto de nuestro Universo.
Este mes, el Telescopio Espacial Hubble celebrará su trigésimo aniversario.
Esta foto de la puesta en operación del telescopio espacial Hubble fue sacada el 25 de abril de 1990 por la IMAX Cargo Bay Camera (ICBC), montada en el transbordador espacial Discovery. El Hubble opera hace 30 años y no recibe mantenimiento desde 2009. Con un espejo de 2,4 metros de diámetro, acumula en un 1 minuto la misma cantidad de luz que un telescopio de 160 mm en 3 horas y 45 minutos.
Más que cualquier otro observatorio en la historia, el Hubble reveló cómo se ve el Universo.
Retrospectiva en forma de “haz de lápiz” del Universo distante. Quedan muchísimas galaxias por descubrir debido a nuestra capacidad limitada de observación. El Hubble nos llevó muy lejos, pero todavía queda camino por andar.
Cuando se lanzó, un problema en la óptica de su espejo producía imágenes defectuosas.
La diferencia entre la visión original de Hubble (izquierda) con los problemas en el espejo y las imágenes corregidas (derecha), tras la aplicación de la óptica correcta.
A fines de 1993, se instalaron nuevos equipos para corregir la falla y una cámara mejorada: la WPFC2.
La Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) fue la cámara más usada por el Hubble durante muchos años. Pasaba imágenes por una selección de 48 filtros de color, que cubrían un rango espectral de longitudes de onda desde ultravioleta lejano hasta infrarrojo cercano. El “corazón” de la WPFC2 consistía en tres sensores de campo amplio con forma de L y una cámara más pequeña de alta resolución (la Planetary) en la esquina restante del cuadrado.
Al año siguiente, los científicos emprendieron una arriesgada campaña de observación: el Campo Profundo del Hubble (HDF, por sus siglas en inglés).
Al recopilar un solo fotón a la vez, muchos serán pixeles calientes, rayos cósmicos, ruidos de instrumentos, etc. Pero con una relación señal/ruido lo suficientemente alta, se pueden distinguir objetos reales, como una galaxia distante, de ruidos aleatorios.
Examinaron una región del cielo que parecía estar vacía, sin estrellas ni galaxias cercanas y brillantes.
La primera área seleccionada pare el HDF. Quedaba fuera del plano de la eclíptica y del plano galáctico, en una región del espacio con unas pocas estrellas débiles de la Vía Láctea y ninguna galaxia conocida además de la nuestra.
Durante diez días seguidos, en varias longitudes de onda, el Hubble observó la misma sección de la nada, recopilando un fotón a la vez.
La primera imagen de campo profundo del Hubble que se ve en esta foto fue tomada apilando decenas de imágenes de una región vacía del espacio y viendo qué aparecía. La respuesta: miles de galaxias, lo que reveló cómo se ve el Universo distante. Para muchos de nosotros parece que fue ayer, pero esta imagen ya tiene más de 25 años.
Esto es lo que vieron después de juntar todos los datos.
Una pequeña sección del HDF original, con cientos de galaxias nítidas. El primer HDF cubría una región diminuta del cielo, pero nos enseñó que el Universo observable contenía por lo menos cientos de miles de millones de galaxias. Hoy, datos y análisis superiores estiman que hay cerca de 2 billones.
Se revelaron miles de galaxias nuevas, distantes y débiles donde nada se conocía.
Menos de un año después de la producción del primer HDF, el mismo equipo eligió otra región del cielo en el hemisferio celeste austral para construir el segundo. Los resultados fueron igual de espectaculares.
Estas imágenes del HDF revolucionaron nuestra manera de ver el Universo.
Se ven más galaxias a distancias intermedias que a cortas y largas debido a una combinación entre fusiones de galaxias y evolución y por la imposibilidad de ver las galaxias ultradistantes y ultradébiles, Muchos efectos distintos influyen en nuestra comprensión de cómo se desplaza al rojo el Universo distante.
Las siguientes campañas de observación y nuevos instrumentos de mejor calidad arrojaron más luz sobre el Universo.
Esta imagen muestra el enorme y distante cúmulo de galaxias Abell S1063. Como parte del programa Hubble Frontier Fields, este es uno de seis cúmulos de galaxias de los que tomarán imágenes de alta resolución en muchas longitudes de onda por mucho tiempo. La imagen borrosa de color blanco azulado que se muestra en esta foto es luz estelar intracumular, captada por primera vez. Así se rastrean la ubicación y la densidad de la materia oscura con más precisión que cualquier observación visual hecha hasta el momento.
Estudios profundos de campo amplio, como el programa Hubble Frontier Fields, revelaron gigantes cúmulos de galaxias remotas.
Una pequeña sección del campo GOODS-North vista en luz ultravioleta por el estudio Hubble Deep UV (HDUV) Legacy Survey. El mosaico entero equivale a 14 veces el área en el cielo del original, el Campo Ultraprofundo Ultravioleta del Hubble (2014).
Los campos ultraprofundo y eXtreme Deep superaron al primer HDF.
El eXtreme Deep Field del Hubble (XDF) habrá observado una región del cielo de solo 1/32.000.000 del total, pero pudo descubrir nada menos que 5.500 galaxias en ese sector: se estima que es el 10% de las galaxias que contiene esta franja en forma de “haz de lápiz”. El 90% restante es demasiado débil, rojo u oscuro para que lo revele el Hubble. Con el tiempo, a medida que se revele una mayor parte del Universo, el total de galaxias en esta región pasará de aproximadamente 5.500 a aproximadamente 130.000.
Hay secretos ocultos en regiones más remotas y débiles.
El área de visualización del Hubble (arriba a la izquierda) en comparación con la zona que podrá visualizar WFIRST con la misma profundidad en el mismo período de tiempo. La visión de campo amplio de WFIRST nos permitirá captar más supernovas distantes que nunca y realizar sondeos profundos y amplios de galaxias a escalas cósmicas nunca examinadas anteriormente. Será toda una revolución científica sin importar lo que encuentre y leerá con mayor exactitud la evolución de la energía oscura a lo largo del tiempo cósmico. Si la energía oscura varía más 1% del valor anticipado, WFIRST lo detectará.
Futuras misiones, como WFIRST y LUVOIR, los revelarán.
Una vista simulada de la misma parte del cielo, con el mismo tiempo de observación, con Hubble (izquierda) y la arquitectura inicial de LUVOIR (derecha). La diferencia es impresionante y representa lo que puede lograr la ciencia de toda una civilización.
Autores: Ethan Siegel y Starts With A Bang
Traducción: Santiago Farrell