In una partita cosmica di nascondino galattico, il telescopio spaziale Hubble della NASA ha catturato una maestosa galassia a spirale barrata all'incirca delle dimensioni della nostra Via Lattea - ma il vero trucco da circo è nascosto nell'angolo in basso a destra. Lì, una galassia di fondo lontana viene ingrandita e distorta dalla gravità di una galassia più vicina, un fenomeno noto come lente gravitazionale. È come uno specchio deformante, solo che lo specchio è lo spaziotempo e la casa degli specchi è l'intero universo.

Questa particolare immagine è una delle tante osservazioni di lenti gravitazionali che Hubble ha scattato in preparazione alla scienza con il nuovo telescopio spaziale Nancy Grace Roman. Pensate a Hubble come allo stagista diligente che fa le fondamenta mentre Roman si prepara a piombare con il suo campo visivo molto più ampio. Le lenti gravitazionali si verificano quando la massa di un oggetto in primo piano - come una galassia - deforma lo spaziotempo, facendo piegare, distorcere e ingrandire la luce mentre passa attorno all'oggetto, in modo simile a una lente gigante nello spazio. Questo richiede un preciso allineamento casuale tra le galassie in primo piano e quelle di fondo, perché l'universo, apparentemente, ha un senso del tempismo drammatico.

In questa immagine, la lente gravitazionale presenta una galassia ellittica in primo piano a circa 4,5 miliardi di anni luce di distanza. Ciò significa che la luce che vediamo da questa galassia ora avrebbe iniziato a viaggiare verso di noi quando il nostro sistema solare si stava ancora formando - quindi, all'incirca, quando la Terra era ancora un inferno fuso e nessuno aveva ancora inventato la ruota. La galassia di fondo è a circa otto miliardi di anni luce di distanza, quasi il doppio. Appare come una coppia di archi: uno grande e molto evidente in alto a sinistra della galassia in primo piano, l'altro un'immagine molto più piccola e capovolta della stessa galassia di fondo in basso a destra. Questa configurazione è chiamata coppia arco-controarco, che suona come una mossa ginnica fantasiosa ma in realtà è solo la gravità che fa il suo solito ruolo da secchiona.

Più massiccia è la galassia in primo piano, più forte è la lente gravitazionale e più significativamente piega la luce. Studiando la distorsione della galassia di fondo, i ricercatori possono determinare quanta massa contiene la galassia in primo piano. Questo gioca un ruolo enorme nello studio della materia oscura, la misteriosa sostanza invisibile che costituisce la maggior parte della massa nell'universo. La materia visibile non è sufficiente a spiegare il livello di distorsione nella galassia di fondo, il che consente ai ricercatori di calcolare sia la massa della galassia in primo piano sia la quantità di materia oscura che contiene. In altre parole, l'universo è fatto per lo più di qualcosa che non possiamo vedere, e stiamo usando una gigantesca lente d'ingrandimento cosmica per capire quanto di essa si nasconde in una data galassia. Scienza!

Quasi tutti gli oggetti in questa immagine sono galassie, tranne alcune stelle in primo piano sparse. La galassia a spirale barrata in questa immagine - così chiamata perché i suoi bracci si estendono da una barra di stelle nel suo centro - è all'incirca delle dimensioni della nostra Via Lattea, che gli astronomi pensano sia anch'essa una spirale barrata. La piccola spirale a sinistra della grande spirale potrebbe essere una galassia satellite, simile alle Grandi e Piccole Nubi di Magellano che orbitano attorno alla Via Lattea. È come un entourage galattico.

Hubble osserva il cosmo principalmente in luce visibile e ultravioletta con una certa copertura infrarossa, mentre Roman vede principalmente lunghezze d'onda infrarosse e un po' di luce visibile. Hubble può fornire viste ad alta risoluzione di singoli oggetti, mentre Roman ha un campo visivo molto più ampio favorevole ai panorami. Quindi Hubble è il fotografo ritrattista, e Roman è l'artista paesaggista. Insieme, costruiranno un quadro ancora più completo del cosmo.

Questa è solo una delle tante immagini di lenti gravitazionali catturate da Hubble. Gli astronomi le useranno per analizzare le distorsioni gravitazionali per saperne di più sulla materia oscura nelle galassie in primo piano e per gettare le basi per future osservazioni di Roman. Hubble può osservare queste lenti gravitazionali solo una alla volta, mentre la visione ampia del cielo di Roman