O Hubble Deep Field (HDF) (em português pode ser traduzido como Profundezas do Hubble) é uma vista de uma pequena região do hemisfério celestial norte, baseada no resultado de uma série de observações do Telescópio Espacial Hubble. Ao todo, cobre uma área do céu de 144 segundos de arco, esse equivalente angular é o mesmo de uma bola de ténis vista a uma distância de 100 metros; A composição final foi montada através de 342 exposições em separado tiradas com a câmera Wide Field and Planetary Camera 2 do Telescópio Hubble ao longo de 10 dias, entre 18 de Dezembro e 28 de Dezembro de 1995.
O ângulo de visão é tão reduzido que apenas aparecem visíveis algumas estrelas da Via Láctea; praticamente todos os 3,000 objectos visíveis na imagem são galáxias, entre as quais encontram-se algumas das mais recentes e mais distantes conhecidas até à data. A revelação deste número elevado de galáxias recém-formadas tornou o HDF uma imagem de referência no estudo da formação do universo, já tendo sido a fonte de praticamente 400 publicações científicas desde a sua criação.
Três anos após as observações do HDF, a região do hemisfério celestial sul foi fotografada seguindo um método semelhante, ao qual se deu o nome Hubble Deep Field Sul. As semelhanças entre as duas regiões levaram os cientistas a acreditar que o Universo é uniforme em largas escalas e que o planeta Terra ocupa uma região típica no universo (o princípio cosmológico). No ano 2004 seria criada uma imagem ainda mais profunda, designada Hubble Ultra Deep Field, com um total de 11 dias de observação.
Concepção
Um dos objectivos dos astrônomos que conceberam o Telescópio Espacial Hubble (HST) era o de poder usar uma grande resolução óptica para estudar galáxias distantes a um nível de detalhe impossível de conseguir a partir da superfície terrestre. Embora tenham sido detectados problemas com os espelhos à data do seu lançamento para o espaço, estes sabiam que o Hubble conseguiria alcançar galáxias ainda mais longínquas.
À distância destas galáxias, a luz demora biliões de anos a alcançar a Terra, pelo que as observações de agora correspondem ao estado dessas galáxias há biliões de anos atrás. Desta forma, ao aumentar o alcance do Hubble, os cientistas poderão estudar como evoluiu o espaço.
Após a anomalia ter sido corrigida durante a missão STS-61 do Ônibus Espacial, em 1993, as agora excelentes capacidades do telescópio foram usadas para estudar galáxias incrivelmente distantes, cuja luz recebida era extremamente ténue (daí a necessidade de longos períodos de exposição). O Medium Deep Survey (MDS) usou a câmera Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) para obter imagens profundas de zonas aleatórias do espaço, enquanto os outros instrumentos eram utilizados para observações agendadas. Simultaneamente, outros programas dedicavam-se a galáxias já conhecidas por observações terrestres. Todos estes estudos revelaram diferenças substanciais entre as propriedades das galáxias nos dias de hoje e as que existiram há biliões de anos atrás.
Mais de 10% do tempo de observação do Hubble é designado como Director's Discretionary (DD) Time e é tipicamente atribuído como prémio a astrónomos que desejem estudar fenômenos pontuais emergentes, como supernovas. Com a confirmação de que as ópticas correctivas no Hubble estavam bem instaladas, Robert Williams, o então director do Space Telescope Science Institute (Instituto de Ciência Espacial Telescópica), decidiu dedicar uma boa parte do seu tempo DD para estudar galáxias distantes, em 1995. O Comité de Avisos a Institutos especial recomendou que a WFPC2 fosse utilizada para obter imagens celestes a grande latitude galáctica, utilizando vários filtros ópticos, e seria formado um grupo de trabalho para desenvolver e implementar o projecto.
A imagem final revelou uma panóplia de galáxias distantes, ténues. Conseguiu-se identificar cerca de 3000 galáxias, com galáxias irregulares e em espiral nitidamente visíveis, embora algumas galáxias do campo estejam a escassos pixels de distância umas das outras. Ao todo, o HDF parece revelar menos de 10 estrelas; a maioria dos objectos no campo são galáxias distantes.
NO HDF encontram-se cerca de 50 objectos como um ponto azul. Muitos deles parecem estar associados com galáxias nas proximidades que, em conjunto, formam cadeias e arcos: possivelmente serão regiões de actividade intensa de formação de estrelas. Outros poderão ser quasars distantes. Inicialmente os astrónomos descartaram a hipótese de alguns destes pontos serem anãs brancas, devido a serem demasiado azuis para serem consistentes com as teorias de então sobre a evolução deste tipo de estrela. No entanto, trabalhos mais recentes revelaram que muitas anãs brancas tornam-se progressivamente mais azuis com a idade, sustendo a ideia de que o HDF pode conter anãs brancas.
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