השדה העמוק של האבל דרום

השדה העמוק של האבל דרום (באנגלית: Hubble Deep Field South; בראשי תיבות: HDF -S) הוא אוסף של כמה מאות תמונות שצולמו באמצעות טלסקופ החלל האבל במשך 10 ימים בחודשים ספטמבר ואוקטובר 1998. הפרויקט נעשה עקב ההצלחה הגדולה של השדה העמוק של האבל המקורי אשר התמקד במחקר אחר גלקסיות רחוקות מאוד בשלבי היווצרות מוקדמים שלהן. בעוד שהמצלמה של האבל צילמה תמונות שדה עמוקות, שדות סמוכים צולמו במקביל על ידי ספקטוגרף הדמיה של טלסקופ החלל (STIS) ו-NICMOS.

תכנון 
הרצון מאחורי יצירת תמונה נוספת של שדה עמוק היה לספק למצפים בחצי הכדור הדרומי אלגוריתם של שדה עמוק של היקום הרחוק כפי שסופק לאלה בחצי הכדור הצפוני, זאת עקב תופעת הסטנדרטיות החומרית של היקום.

השדה שנבחר היה בקבוצת הכוכבים של טוקאן בעלייה ישרה של 22h 32m 56.22s ונטייה של −60° 33′ 02.69″. כמו בשדה העמוק המקורי של האבל (המכונה להלן 'HDF-N'). אזור התצפית נבחר להיות רחוק ממישור הדיסקה הגלקטי של גלקסיית שביל החלב, ומכיל כמות גדולה של חומר מעומעמם, ואף יכיל כמה שפחות כוכבים. אולם השדה קרוב יותר למישור הגלקטי מאשר ה- HDF-N, כלומר, שהוא בכל זאת מכיל יותר כוכבים. ישנו אף כוכב בהיר בקרבת מקום, כמו גם מקור הפולט גל רדיו בטווח בינוני-חזק בקרבת מקום, אך בשני המקרים הוחלט כי אלו לא יפגעו בתצפיות המשך.

בדומה ל-HDF-N, השדה נמצא ברצועת הצפייה הרציפה של האבל, אך הפעם בדרום. מיקומו של השדה איפשר פי שניים זמן תצפית מהרגיל למסלול. בתקופות מסוימות בשנה, האבל יכל לצפות באזור זה ברציפות, מבלי שהוא יהיה מולקה על ידי כדור הארץ. אולם צפייה בשדה גוררת כמה בעיות עקב מעברים דרך האנומליה הדרומית האטלנטית וגם עם אור ארץ מפוזר במהלך שעות היום; ניתן להימנע מהאחרונים על ידי שימוש במכשירים בעלי מקורות רעש גדולים יותר, למשל מתהליך קריאת CCD, באותם זמנים.

השדה נצפה בקצרה בתאריכים 30–31 באוקטובר 1997 כדי לוודא שכוכבי הניווט נמצאים במקומם היחסי; בתצפיות שיבואו, כוכבי הניווט אלה יידרשו לשמור על האבל ממוקם במדויק על האזור במהלך התצפיות הנכונות.

תצפיות 
אסטרטגיית הצפייה עבור HDF-S הייתה דומה לזו של HDF-N, עם אותם מסננים אופטיים המשמשים את תמונות WFPC2 (בטווחי גל של 300, 450, 606 ו-814 ננומטר), וזמני חשיפה כוללים. התצפיות בוצעו במשך 10 ימים בחודשים ספטמבר ואוקטובר 1998, בסך הכל 150 הקפות, וזמן חשיפה כולל של מעל 1.3 מיליון שניות. בעוד ש-WFPC2 צילמה תמונות עמוקות מאוד, השדות צולמו במקביל על ידי STIS ו-NICMOS. מספר שדות שכנים נצפו גם לפרקי זמן קצרים יותר.

גודל תמונת WFPC2 היא 5.3 דקות קשת בריבוע, בעוד שתמונות NICMOS ו-STIS הן 0.7 דקות בריבוע בלבד.

בדומה ל-HDF-N, התמונות עובדו באמצעות טכניקה הידועה בשם 'טפטוף', שבה כיוון הטלסקופ היה שונה בכמות קטנה מאוד בין החשיפות, והתמונות שהתקבלו משולבות באמצעות טכניקות מתוחכמות להשגת רזולוציה אופטית ברמה גבוהה יותר. בתמונה הסופית של HDF-S, לכל פיקסל היה טווח גודל של 0.0398 שניות קשת.

תוכן 
העיקרון הקוסמולוגי קובע שבקנה המידה הגדול ביותר, היקום הוא הומוגני ואיזוטרופי, כלומר הוא צריך להיראות אותו הדבר לכל כיוון. לכן HDF-S היה צפוי לדמות מאוד למקבילו הצפוני, וזה אכן היה המקרה, מספר גדול של גלקסיות נראות המציגות מגוון צבעים ומורפולוגיות היו בנמצא בסדרי גודל דומים בכל אחד מהשדות.

הבדל אחד עם ה-HDF-N היה ש-HDF-S כלל קוואזר ידוע מוסח בקטגוריית 2.24, שהתגלה במהלך החיפוש אחר שדה המטרה. הקווזאר מספק בדיקה של הגז לאורך קו הראייה שבו נצפים גם אובייקטים בחזית, ומאפשר חקירה של הקשר בין גלקסיות לתכונות ספיגה. הכללת קוואזר בשדה הראייה תוכננה במקור ל- HDF-N, אך הוחלט שלא לעשות כך מכיוון שלא היה קווזאר הממוקם בצורה נייטרלית. החשש היה שבהירות הקוואזר עלולה לזהם גלקסיות אחרות וכך להשפיע על המדידות ההומוגניות והאיזוטרופיות. אולם בשדה הדרומי, לא היה חשש לדבר כזה עקב מיקומו הנייטרלי של הקוואזר.

תוצאות מדעיות 
בדומה ל- HDF-S, HDF-N סיפק נתונים עשירים לקוסמולוגים. מחקרים רבים של HDF-S אישרו תוצאות שנמצאו מ-HDF-N, כגון קצבי היווצרות כוכבים לאורך חיי היקום. ה-HDF-S היה בשימוש נרחב גם במחקרים כיצד התפתחות הגלקסיות לאורך זמן, הן בשל תהליכים פנימיים והן מהתנגשויות עם גלקסיות אחרות.

תצפיות נוספות 

בעקבות התצפיות של האבל בשדה HDF-S, השדה נצפה גם בטווח התדרים תת-אדום ועל-סגול על ידי מצפה הכוכבים האנגלו-אוסטרלי, מצפה הכוכבים הבינ-אמריקני Cerro Tololo והמצפה האירופי הדרומי. הוא נצפה על ידי ISO, ותצפיות רדיו בוצעו על ידי המכון הלאומי לטלסקופיה באוסטרליה.

ראו גם 

 GOODS
 השדה האולטרה-עמוק של האבל
 Webb's First Deep Field

לקריאה נוספת 
 Casertano, S.; et al. (2000). "WFPC2 Observations of the Hubble Deep Field South". The Astronomical Journal.
 Ferguson, H.C. (2000a). "The Hubble Deep Fields". In N Manset; C Veillet; D Crabtree (eds.). ASP Conference Proceedings.
 Williams, R.E.; et al. (2000). "The Hubble Deep Field South: Formulation of the Observing Campaign". The Astronomical Journal.

קישורים חיצוניים

 אתר רשמי
 אתר נוסף, באתר נאס"א
 כתבות נוספות, באתר נאס"א

הערות שוליים 

קבוצת הכוכבים טוקאן
יצירות משנת 1998
תמונות שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל
שדות עמוקים