宇宙規模の銀河かくれんぼゲームで、NASAのハッブル宇宙望遠鏡が、私たちの天の川銀河とほぼ同じ大きさの棒渦巻銀河をとらえた。しかし、本当の見せ場は右下の隅に隠れている。そこでは、遠方の背景銀河が、より近い銀河の重力によって拡大され、歪められている。これは重力レンズ効果として知られる現象だ。まるでお化け屋敷の鏡のようだが、鏡が時空で、お化け屋敷が宇宙全体だと考えればいい。

この画像は、新しいナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡による科学観測に備えてハッブルが撮影した数多くの重力レンズ観測の一つだ。ハッブルを勤勉なインターンが基礎作業をしている姿、ローマンはるかに広い視野で颯爽と登場する準備をしている姿だと考えてほしい。重力レンズ効果は、前景の天体(例えば銀河)の質量が時空を歪め、光がその周りを通る際に曲がったり歪んだり拡大したりする現象で、宇宙に浮かぶ巨大なレンズのようなものだ。これには前景銀河と背景銀河の正確な偶然の位置合わせが必要で、どうやら宇宙は劇的なタイミングのセンスを持っているらしい。

この画像では、重力レンズの特徴として、約45億光年離れた前景の楕円銀河が写っている。つまり、この銀河から今見えている光は、私たちの太陽系がまだ形成されていた頃、おおよそ地球がまだ溶けた地獄のような場所で、誰も車輪を発明していなかった頃に、私たちに向かって旅を始めたということだ。背景銀河は約80億光年離れており、ほぼ2倍の距離だ。それは一対の弧として見える。前景銀河の左上に大きく非常に目立つ弧が一つ、右下に同じ背景銀河のずっと小さく反転した像がもう一つ。この配置はアーク・カウンターアーク・ペアと呼ばれ、派手な体操の技のように聞こえるが、実際には重力がいつものように過剰達成しているだけだ。

前景銀河の質量が大きいほど、重力レンズは強力になり、光をより大きく曲げる。背景銀河の歪みを研究することで、研究者は前景銀河が含む質量を決定できる。これは、宇宙の質量の大部分を占める謎の目に見えない物質、暗黒物質の研究において大きな役割を果たす。可視物質だけでは背景銀河の歪みのレベルを説明できず、研究者は前景銀河の質量とそれが含む暗黒物質の量の両方を計算できる。言い換えれば、宇宙は主に私たちに見えないものでできており、私たちは巨大な宇宙の虫眼鏡を使って、特定の銀河にどれだけの暗黒物質が潜んでいるかを解明しているのだ。科学万歳!

この画像のほとんどすべての天体は銀河で、いくつかの散在する前景星を除く。この画像の棒渦巻銀河(腕が中心の星の棒から伸びているためそう呼ばれる)は、私たちの天の川銀河とほぼ同じ大きさで、天文学者は天の川も棒渦巻銀河だと考えている。大きな渦巻銀河の左にある小さな渦巻銀河は、天の川を周回する大マゼラン雲や小マゼラン雲に似た衛星銀河かもしれない。まるで銀河の取り巻き連だ。

ハッブルは主に可視光と紫外線で宇宙を観測し、一部赤外線もカバーするが、ローマンは主に赤外線波長と一部可視光を見る。ハッブルは個々の天体の高解像度画像を提供できるが、ローマンはパノラマに適したはるかに広い視野を持つ。つまり、ハッブルはポートレート写真家、ローマンは風景画家だ。一緒になれば、彼らはさらに包括的な宇宙の姿を築くだろう。

これはハッブルの撮影した数多くの重力レンズ画像のほんの一つに過ぎない。天文学者はこれらを使って重力の歪みを分析し、前景銀河の暗黒物質についてより多くを学び、将来のローマン観測の基礎を築くだろう。ハッブルはこれらの重力レンズを一度に一つしか見ることができないが、ローマンの広い空の視野は