馬里蘭州國家海港—哈勃太空望遠鏡比以往任何天文臺都更深入地窺視了宇宙，產生了六張新的“深空”影像中的第一張，這些影像顯示了大爆炸後最初十億年內的天體。
這張新照片曝光了50個小時以收集足夠的光線，揭示了極其微弱、微小的星系，它們可能距離我們超過120億光年。“這是有史以來拍攝到的宇宙最深遠的景象，”巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所 (STScI) 的專案負責人詹妮弗·洛茨 (Jennifer Lotz) 說。“我們看到的東西比以前看到的任何東西都暗淡 10 或 20 倍。” 洛茨和她的同事今天在美國天文學會第 223 次會議上展示了這張圖片。
哈勃望遠鏡的第一張深空影像於 1996 年釋出，因揭示了大約 3,000 個以前未知的星系而立即出名，這些星系在哈勃望遠鏡將其相機對準太空的“空白點”數十小時後出現。最新的深空影像，稱為哈勃“前沿視野”，使用了哈勃望遠鏡上更新的相機，並透過利用宇宙自身的“自然”望遠鏡（稱為引力透鏡）看得更遠。
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引力透鏡發生在非常巨大的物體（例如星系團）扭曲周圍的時空時，導致光（和任何其他東西）在附近傳播時採取彎曲的路徑。從地球的角度來看，恰好位於這些透鏡後面的非常遙遠的星系會因為其光的引力扭曲而顯得放大和增亮。因此，“前沿視野”將哈勃望遠鏡自身的放大能力與引力透鏡提供的意外放大相結合，以尋找有史以來瞥見的最遠天體。
新影像是初步的。5 月，哈勃望遠鏡將在此第一個區域收集更多資料，將照片的總曝光時間延長至 103 小時，並且在未來三年內，它將檢查其他五個“前沿視野”，這些區域是在自然界最強大的引力透鏡所在的地點選擇的。“我們真的很有興趣瞭解宇宙最初十億年發生了什麼，”洛茨說。“‘前沿視野’將要做的是尋找在最初十億年裡小到足以變成我們銀河系的星系。我們想知道，像銀河系這樣的星系是什麼時候第一次出現的？”
該專案可以解決一個關於宇宙中第一個星系何時形成的難題。“有些人聲稱看到星系在時間上急劇下降，”這表明在某個時期之前，基本上沒有星系能夠形成，STScI 的丹·科伊 (Dan Coe) 說，他參與了“前沿視野”專案。如果是這種情況，它可以告訴我們關於似乎構成了宇宙中大部分物質的暗物質的資訊。人們認為星系形成於暗物質雲中，而構成這種暗物質的物質的特性將決定它何時首次凝聚成雲，以及它們有多大，從而使第一個星系能夠形成。“‘前沿視野’將相當明確地確定是否存在急劇下降，”科伊說。
這張新照片捕捉到了 3,000 個遙遠的星系，它們是已知最古老和最遙遠的星系之一。為了確定它們到底有多遠，研究人員將結合哈勃影像的資訊與美國宇航局的斯皮策和錢德拉太空望遠鏡（分別以紅外線和 X 射線光觀察）的觀測結果。這些資料表明，當物體遠離我們時，星系的光向更紅的波長“多普勒頻移”了多少。由於空間正在膨脹，距離越遠，後退的速度就應該越快。
第一個“前沿視野”影像使用前景星系團阿貝爾 2744 作為其引力透鏡。這張照片不僅捕捉到了星團後面的遙遠星系，還捕捉到了屬於阿貝爾本身的星系。透過測量背景物體如何被星團透鏡化，研究人員可以繪製出星團中質量的位置和大小。由於這個質量包括可見星系和看不見的暗物質，該地圖闡明瞭暗物質如何在星團中團聚和擴散。
作為對該地圖的檢查，約翰·霍普金斯大學的史蒂夫·羅德尼計劃在“前沿視野”中尋找稱為超新星的爆炸恆星。某類超新星總是以相同的亮度爆炸（給它們起了“標準燭光”的綽號），因此透過測量它們在影像中的亮度，天文學家可以知道它們的光被放大了多少。“透鏡建模器根據暗物質模型給出了我們放大倍數的預測，”不是哈勃“前沿視野”團隊成員的羅德尼說。“我們得到了真實的放大倍數。” 這些檢查不僅應該支援引力透鏡模型，還應確認超新星在宇宙早期和現在的表現相同。“我們需要知道，”羅德尼說，“標準燭光在整個時間裡都是標準的。”