이는 1995년 북반구에서 촬영된 최초의 허블 딥 필드(HDF)의 후속 관측으로, 우주가 대규모에서 균일하게 보이는지 확인하고 초기 우주의 은하 형성과 진화를 연구하기 위해 기획되었다.
관측 배경 및 목적: 최초의 허블 딥 필드 관측이 수천 개의 희미하고 멀리 떨어진 초기 은하들을 발견하며 우주론 연구에 혁명적인 기여를 하자, 과학자들은 우주의 다른 방향에서도 유사한 결과가 나타나는지 검증할 필요성을 느꼈다. 이에 따라 허블 딥 필드 사우스는 이러한 목적으로 남쪽 하늘의 한 지점을 관측 대상으로 선정했다. 특히, 대상 지역은 큰부리새자리(Tucana) 별자리에 위치하며, 구상성단인 47 큰부리새자리(47 Tucanae) 근처에 있지만 직접적인 간섭을 피하는 곳으로 정해졌다. 이는 지구 대기나 주변 별빛의 영향을 최소화하면서 최대한 깊은 우주를 탐색하기 위함이었다.
관측 과정: 허블 우주 망원경은 1998년 9월부터 10월까지 약 10일에 걸쳐 HDF-S 영역을 관측했다. 관측에는 주로 광시야 행성 카메라 2 (WFPC2)가 사용되었으며, 이는 자외선, 가시광선, 근적외선 영역에 걸쳐 여러 필터로 이미지를 촬영했다. 또한, 우주 망원경 영상 분광기(STIS)와 근적외선 카메라 및 다중 물체 분광기(NICMOS)도 동시에 사용되어, 대상 은하들의 스펙트럼 정보와 더 깊은 적외선 파장대에서의 모습을 담아내어 추가적인 물리적 특성을 분석할 수 있게 했다. 총 노출 시간은 WFPC2의 경우 150시간 이상에 달했다.
주요 성과 및 중요성: 허블 딥 필드 사우스는 북반구의 HDF와 마찬가지로 약 2,500개에 달하는 멀고 희미한 은하들을 포착했다. 이들 은하 중 상당수는 우주 초기에 형성된 것으로 추정되며, 현재의 은하들과는 다른 불규칙한 형태를 가진 초기 은하들의 모습을 보여주었다. HDF-S의 결과는 북반구의 HDF 결과와 통계적으로 매우 유사하게 나타났으며, 이는 우주가 모든 방향에서 유사하게 보인다는 우주론적 원리(Cosmological Principle)를 강화하는 중요한 증거를 제공했다.
HDF-S는 초기 우주 은하들의 형태, 분포, 진화에 대한 귀중한 데이터를 제공하여, 은하 형성 이론을 검증하고 개선하는 데 핵심적인 역할을 했다. 또한, 이 관측은 이후 허블 울트라 딥 필드(HUDF)와 허블 익스트림 딥 필드(XDF)와 같은 더 깊고 광범위한 심우주 관측의 기반을 마련하는 중요한 이정표가 되었다.