¿Cuál es el área del cielo que cubre la imagen del Campo Ultraprofundo del Hubble?

Question

He encontrado dos cifras diferentes para el área del cielo cubierta por el Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Según este La imagen tiene una anchura aproximada de 2,4 minutos de arco. La imagen también se adjunta al enlace con una escala que muestra que es alrededor de 2,4 minutos de arco por 2,4 minutos de arco.

Puede que me equivoque, pero creo que esto significa que el área cubierta es de 2.4 $\times$ 2,4 = 5,76 minutos de arco al cuadrado.

Pero según este La imagen cubre una región de 11 minutos de arco cuadrados en el cielo meridional.

En realidad dudo del método que utilicé para calcular el área de 5,76 minutos de arco al cuadrado. Entonces, ¿me equivoco? y si no, ¿cuál es la cifra correcta?

Answer 1

Su método es correcto. Cuando el ángulo es "pequeño" para que podamos ignorar la curvatura, entonces el ángulo sólido rectangular es sólo el producto de los dos ángulos laterales. (Esto no es válido para ángulos "grandes").

No encuentro una explicación perfecta, pero una fuente de esta confusión puede ser que la UDF fue fotografiada por dos instrumentos distintos, uno óptico y otro infrarrojo.

Esta página muestra algunos detalles, incluido el hecho de que el estudio óptico es de 3 minutos de arco cuadrados y el IR es de 2,4 minutos de arco cuadrados. Así que creo que el UDF entero tiene 11 minutos de arco cuadrados (3,4 minutos de arco cuadrados), pero la imagen publicada no cubre toda la zona.

Una pieza adicional que encontré que apoya este tamaño es que el canal de campo amplio del Hubble ACS ( aquí ) es de 202 segundos de arco de lado, y esta página (que tiene una imagen que muestra el tamaño relativo de la luna, el HUDF y algunos otros sondeos del Hubble) afirma que el HUDF es exactamente del tamaño de una imagen de campo amplio. 202 segundos de arco al cuadrado son 11,3 minutos de arco cuadrados.

Answer 2

Es complicado. No hubo una sola observación del Campo Ultraprofundo (UDF) del Hubble, sino varias, tomadas en momentos distintos, con instrumentos diferentes, pero apuntando en (casi) la misma dirección.

La primera imagen a la que se refiere fue tomada con la cámara infrarroja WFC en 2009, en una banda del infrarrojo cercano (1-1,6 micras). El área cubierta por esta cámara es $2.4$ arminutos de lado, es decir, 5,76 minutos de arco cuadrados.

El segundo artículo de Beckwith et al. (2005) al que hace referencia trata de un UDF tomado con la Advanced Camera for Surveys (ACS) en 2004, un instrumento que trabaja en la parte visible del espectro, rozando justo el infrarrojo cercano (300-900 nm). La imagen es aproximadamente cuadrada porque tuvo que ser tomada utilizando diferentes ángulos de balanceo de la nave espacial y la imagen fue interpolada. La imagen cuadrada final (recortada) mide 11 minutos de arco cuadrados.

A continuación hay un UDF del Hubble de 2012 tomado de nuevo con el instrumento IR de la WFC, en la misma dirección, con tiempos de exposición mayores, especialmente en la banda de 1,05 micras, y que añadió una imagen profunda de 1,4 micras. Esta también cubre 5,76 minutos de arco cuadrados. También añadió más exposición (¡otras 128 órbitas!) a la exposición óptica/IR cercana de 800 nm con el instrumento ACS (11 minutos de arco cuadrados). http://adsabs.harvard.edu/abs/2013ApJS..209....3K

EDIT: El número de grados cuadrados en el cielo es $4\pi (180/\pi)^2 =41253$ grados cuadrados, lo que da tu número. Esto es sólo un ángulo sólido de $4\pi$ estereorradianes (o radianes cuadrados) convertidos en grados.