Een internationaal team van wetenschappers heeft vandaag de grootste nabij-infraroodafbeelding vrijgegeven die ooit door NASA's Hubble-ruimtetelescoop is gemaakt, waardoor astronomen de stervormingsgebieden van het universum in kaart kunnen brengen en leren hoe de vroegste, meest verre sterrenstelsels zijn ontstaan. Dit onderzoek met hoge resolutie, genaamd 3D-DASH, stelt onderzoekers in staat zeldzame objecten en doelen te vinden voor vervolgobservaties met de onlangs gelanceerde James Webb Space Telescope (JWST) tijdens zijn decennialange missie.

Een voordruk van het artikel dat wordt gepubliceerd in The Astrophysical Journal is beschikbaar op arXiv.

"Sinds de lancering meer dan 30 jaar geleden heeft de Hubble-ruimtetelescoop een renaissance geleid in de studie van hoe sterrenstelsels zijn veranderd in de laatste 10 miljard jaar van het universum", zegt Lamiya Mowla, Dunlap Fellow aan de Faculteit der Letteren &Science's Dunlap Institute for Astronomy &Astrophysics aan de Universiteit van Toronto en hoofdauteur van de studie. "Het 3D-DASH-programma breidt Hubble's erfenis uit op het gebied van wide-area imaging, zodat we kunnen beginnen met het ontrafelen van de mysteries van de sterrenstelsels buiten de onze."

Voor het eerst biedt 3D-DASH onderzoekers een compleet nabij-infraroodoverzicht van het hele COSMOS-veld, een van de rijkste gegevensvelden voor extragalactische studies buiten de Melkweg. Omdat de langste en roodste golflengte die met Hubble is waargenomen - net voorbij wat zichtbaar is voor het menselijk oog - betekent dichtbij-infrarood dat astronomen beter in staat zijn om de vroegste sterrenstelsels te zien die het verst verwijderd zijn.

Astronomen moeten ook een groot deel van de hemel doorzoeken om zeldzame objecten in het universum te vinden. Tot nu toe was zo'n groot beeld alleen vanaf de grond beschikbaar en had het last van een slechte resolutie, waardoor het waarneembare beperkt werd. 3D-DASH zal helpen bij het identificeren van unieke fenomenen zoals de meest massieve sterrenstelsels van het universum, zeer actieve zwarte gaten en sterrenstelsels die op het punt staan ​​te botsen en samen te smelten tot één.

"Ik ben nieuwsgierig naar monsterstelsels, de meest massieve in het universum, gevormd door de samensmelting van andere sterrenstelsels. Hoe zijn hun structuren gegroeid en wat heeft de veranderingen in hun vorm veroorzaakt?" zegt Mowla, die in 2015 als student aan de Yale University aan het project begon te werken. "Het was moeilijk om deze uiterst zeldzame gebeurtenissen te bestuderen met behulp van bestaande afbeeldingen, wat de aanleiding was voor het ontwerp van dit grote onderzoek."

Om zo'n uitgestrekt stuk lucht in beeld te brengen, gebruikten de onderzoekers een nieuwe techniek met Hubble, bekend als Drift And SHift (DASH). DASH creëert een beeld dat acht keer groter is dan het standaard gezichtsveld van Hubble door meerdere opnamen te maken die vervolgens worden samengevoegd tot één mastermozaïek, vergelijkbaar met het maken van een panoramische foto op een smartphone.

DASH maakt ook sneller foto's dan de typische techniek, waarbij acht foto's per Hubble's baan worden gemaakt in plaats van één foto, waardoor in 250 uur wordt bereikt wat voorheen 2000 uur zou hebben gekost.

"3D-DASH voegt een nieuwe laag van unieke waarnemingen toe in het COSMOS-veld en is ook een springplank naar de ruimteonderzoeken van het volgende decennium", zegt Ivelina Momcheva, hoofd datawetenschap bij het Max Planck Institute for Astronomy en hoofdonderzoeker van de studie. "Het geeft ons een voorproefje van toekomstige wetenschappelijke ontdekkingen en stelt ons in staat nieuwe technieken te ontwikkelen om deze grote datasets te analyseren."

3D-DASH beslaat een totale oppervlakte die bijna zes keer zo groot is als de maan aan de hemel, gezien vanaf de aarde. Dit record zal waarschijnlijk ongebroken blijven door Hubble's opvolger JWST, die in plaats daarvan is gebouwd voor gevoelige close-upbeelden om fijne details van een klein gebied vast te leggen. Het is het grootste nabij-infraroodbeeld van de hemel dat beschikbaar is voor astronomen tot de lancering van de volgende generatie telescopen in het volgende decennium, zoals de Nancy Grace Roman Space Telescope en Euclid.

Tot die tijd kunnen zowel professionele astronomen als amateur-sterrenkijkers de lucht verkennen met behulp van een interactieve, online versie van het 3D-DASH-beeld gemaakt door Gabriel Brammer, professor aan het Cosmic Dawn Center in het Niels Bohr Institute, Universiteit van Kopenhagen.

De Hubble Space Telescope is een project van internationale samenwerking tussen NASA en European Space Agency (ESA). NASA's Goddard Space Flight Center beheert de telescoop in Greenbelt, Maryland. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, voert Hubble-wetenschappelijke operaties uit. STScI wordt voor NASA beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C.

De volledige afbeelding is beschikbaar in het Mikulski Archive for Space Telescopes. + Verder verkennen

Hubble legt een eigenaardig paar spiraalstelsels vast