¿qué es el Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF)? Definición y datos clave

Descubre el Campo Ultra Profundo del Hubble (HUDF): la imagen más lejana del universo, 10.000 galaxias y cómo revela el cosmos tal como era hace 13.000 millones de años.

El Campo Ultra Profundo del Hubble, o HUDF, es una imagen de una pequeña parte del espacio en dirección a la constelación de Fornax. Fue obtenida por el telescopio espacial Hubble con el objetivo de estudiar las galaxias más débiles y distantes visibles en luz óptica y cercano-infrarrojo, revelando la estructura y evolución temprana del universo.

Se tardó más de 3 meses en capturar esta imagen, desde el 24 de septiembre de 2003 hasta el 16 de enero de 2004. En el momento de su publicación fue la imagen óptica más profunda jamás tomada y permitió observar el universo tal y como era hace alrededor de 13.000 millones de años (es decir, cuando tenía aproximadamente 800 millones de años tras el Big Bang). Muchas de las galaxias más débiles detectadas en el HUDF corresponden a corrimientos al rojo altos (z ≈ 4–7 o mayores), lo que las sitúa en las primeras etapas de formación galáctica. Desde entonces, observatorios como el James Webb Space Telescope han alcanzado detecciones aún más tempranas en el infrarrojo.

El HUDF contiene unas 10.000 galaxias, desde galaxias cercanas y relativamente normales hasta objetos extremadamente distantes, pequeños y en formación. La zona del cielo donde se encuentran las galaxias fue elegida porque tiene pocas estrellas brillantes en el campo cercano, lo que facilita la detección de fuentes muy débiles. Aunque la mayoría de los objetivos visibles en la imagen del Hubble también pueden ser detectados en longitudes de onda infrarrojas por telescopios terrestres, el Hubble fue clave para obtener observaciones profundas en longitudes de onda visibles; además, combinando sus imágenes con observaciones en infrarrojo se ha podido estudiar la historia de formación estelar y la morfología de las galaxias en diferentes épocas cósmicas.

Al suroeste de Orión, en la constelación de Fornax del hemisferio sur, con una ascensión recta de 3h 32m 40,0s y una declinación de -27° 47' 29" (J2000), la posición precisa del campo está bien definida. La imagen cubre un área pequeña en el cielo —aproximadamente 11 minutos de arco cuadrados—, una fracción ínfima del cielo total (del orden de una decena de millonésimas del cielo). Para dar una idea de su tamaño aparente, ese campo es mucho más pequeño que un cuadrado de papel de 1 por 1 milímetro sostenido a 1 metro de distancia. La imagen está rotada de forma que la esquina superior izquierda apunta hacia el norte (-46,4°) en la esfera celeste. La estrella cercana al centro del campo es la USNO-A2.0 0600-01400432 con una magnitud aparente de 18,95.

En total, la imagen requirió 800 exposiciones tomadas en el transcurso de 400 órbitas del Hubble alrededor de la Tierra. El tiempo total de exposición fue de 11,3 días para el ACS (Advanced Camera for Surveys) y de 4,5 días para el NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer). El ACS empleó filtros ópticos profundos (por ejemplo F435W, F606W, F775W, F850LP) y NICMOS aportó la cobertura en el infrarrojo cercano (por ejemplo F110W y F160W), lo que permitió construir imágenes compuestas en varias bandas y estudiar las curvas de brillo y colores de las galaxias.

Importancia científica y seguimientos

• Estudio de la formación galáctica: el HUDF permitió identificar poblaciones de galaxias en distintas etapas evolutivas, medir tasas de formación estelar y analizar la morfología de galaxias en épocas tempranas.
• Reionización cósmica: los objetos más distantes detectados ayudan a acotar cuándo y cómo el universo se reionizó por primera vez.
• Proyectos sucesores: el HUDF fue ampliado y profundizado más tarde con campañas como HUDF09, HUDF12 y finalmente con la creación de la eXtreme Deep Field (XDF) integrando aún más exposiciones. Posteriormente, el James Webb Space Telescope ha detectado candidatos galácticos en épocas todavía más tempranas gracias a su sensibilidad en el infrarrojo medio.
• Legado: aunque hoy existen imágenes más profundas en ciertas bandas, el HUDF sigue siendo un referente por la calidad y el alcance de sus datos ópticos y por la gran cantidad de estudios científicos que generó.

Datos clave (resumen)

• Período de observación: 24 sep 2003 – 16 ene 2004.
• Número de exposiciones: ≈ 800 en ≈ 400 órbitas.
• Tiempo total de exposición: ≈ 11,3 días (ACS) + 4,5 días (NICMOS).
• Área aproximada: ≈ 11 minutos de arco cuadrados.
• Número de objetos detectados: ~10.000 galaxias.
• Coordenadas (J2000): 03h 32m 40.0s, −27° 47′ 29″.
• Objetivo científico: estudiar galaxias débiles y distantes, la formación galáctica temprana y la reionización.

El HUDF sigue siendo una de las imágenes más estudiadas en cosmología observacional y formación galáctica. Sus datos, combinados con observaciones posteriores en otras longitudes de onda, continúan ofreciendo pistas sobre cómo se formaron y crecieron las primeras galaxias del universo.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el Campo Ultra Profundo del Hubble?

P: ¿Cuánto tiempo se tardó en captar esta imagen?

P: ¿Qué edad tenía el universo cuando se tomó esta imagen?

P: ¿Cuántas galaxias son visibles en el Campo Ultra Profundo del Hubble?

P: ¿Dónde está la porción de cielo en la que se encuentran estas galaxias?

P: ¿Qué tamaño tiene esta mancha de cielo en comparación con un trozo de papel cuadrado de 1 por 1 milímetro sostenido a un metro de distancia?

P: ¿Cuánto tiempo de exposición necesitaron las cámaras ACS y NICMOS juntas?

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