Chandra Deep Field South (CDF‑S) je soubor velmi dlouhých expozic pořízených družicí Chandra X‑ray Observatory. Jedná se o nejhlubší dosud dostupný rentgenový snímek nebeské klenby, který odhaluje nejslabší a nejvzdálenější zdroje v rentgenovém oboru.

Stejně jako Lockmanova díra má i tato lokalita poměrně průhledné „okno“ skrz oblaka neutrálního vodíkového plynu v naší galaxii Mléčné dráze. Díky ní je absorpce rentgenového záření galaktickým materiálem nízká a můžeme jasně pozorovat jemné, slabé zdroje na velké kosmologické vzdálenosti v rentgenovém záření.

Snímek je soustředěn na kousek oblohy v souhvězdí Fornax na jižní polokouli. Tato oblast byla vybrána proto, že je v ní málo galaktického plynu a prachu a navíc neobsahuje jasné lokální rentgenové zdroje, které by přes osvětlení komplikovaly detekci slabých vzdálených objektů.

Časový rozsah a hloubka pozorování

První pozorování CDF‑S probíhala na přelomu století a během následujících let byla pole doplňována dalšími expozicemi. Kombinací mnoha jednotlivých měření vznikl extrémně dlouhý celkový expoziční čas řádu milionů sekund (tzv. mega‑sekund), díky čemuž jde o jedno z nejhlubších rentgenových polí vůbec. Kromě centrálního velmi hlubokého pole existuje také rozšířená varianta (E‑CDF‑S), která pokrývá větší plochu oblohy s mělkými expozicemi, což umožňuje studium variabilnějšího a rozsáhlejšího souboru zdrojů.

Hlavní vědecké přínosy

  • Rozlišení a katalogizace velkého počtu rentgenových zdrojů v jednom malém poli: CDF‑S odhalilo stovky až přes tisíc slabých zdrojů, včetně aktivních galaktických jader (AGN), silně pohlcených (obscured) jader a silných hvězdotvorných galaxií.
  • Studium vývoje a růstu supermasivních černých děr v čase: díky citlivosti CDF‑S lze sledovat AGN až do vysokých rudých posuvů a zkoumat, jak černé díry akumulovaly hmotu v raném vesmíru.
  • Podíl na rozluštění kosmického rentgenového pozadí: hluboká pole jako CDF‑S umožnila rozlišit a připsat podstatnou část kosmického rentgenového záření konkrétním jednotlivým zdrojům, především AGN.
  • Objev slabých, vzdálených a často silně pohlcených zdrojů, které by v mělkých přehledech zůstaly skryté — to významně rozšířilo naše chápání populace AGN a její diverzity.

Multi‑vlnová následná pozorování

CDF‑S je jedním z nejlépe prozkoumaných polí také mimo rentgenový obor. Pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu, pozemních 8–10metrových teleskopů (např. VLT), družic jako Spitzer nebo rádiových a submilimetrových přístrojů (např. ALMA) poskytla bohaté datové sady v optickém, infračerveném i rádiovém pásmu. Díky tomu lze rentgenové zdroje přesně přiřadit k optickým protějškům, měřit jejich rudé posuvy a studovat hostitelské galaxie a okolní prostředí.

Souvislosti a budoucnost

Chandra Deep Field South je často porovnáváno s obdobným severním polem (Chandra Deep Field North). Společně tato pole poskytují klíčové poznatky o populačním složení rentgenových zdrojů a o tom, jak se mění v různých částech oblohy a v čase. Budoucí rentgenové observatoře a pokračující multi‑vlnová pozorování budou stavět na základech, které CDF‑S vytvořilo, a umožní ještě detailnější pohled na vznik a vývoj černých děr a galaxií v raném vesmíru.