Într-un joc cosmic de-a v-ați ascunselea galactic, Telescopul Spațial Hubble al NASA a capturat o galaxie spirală barată de dimensiunea Căii Lactee – dar adevăratul truc este ascuns în colțul din dreapta jos. Acolo, o galaxie îndepărtată din fundal este mărită și distorsionată de gravitația unei galaxii mai apropiate, un fenomen cunoscut sub numele de lentilă gravitațională. E ca o oglindă de distorsionare, doar că oglinda este spațiu-timpul, iar casa de distracții este întregul univers.

Această imagine particulară este una dintre numeroasele observații de lentile gravitaționale pe care Hubble le-a făcut în pregătirea pentru știința cu noul Telescop Spațial Nancy Grace Roman. Gândiți-vă la Hubble ca la stagiarul diligent care face munca de teren în timp ce Roman se pregătește să intervină cu câmpul său vizual mult mai larg. Lentilele gravitaționale apar atunci când masa unui obiect din prim-plan – cum ar fi o galaxie – deformează spațiu-timpul, făcând lumina să se îndoaie, să se distorsioneze și să se mărească pe măsură ce trece pe lângă obiect, similar cu o lentilă gigantică în spațiu. Acest lucru necesită o aliniere întâmplătoare precisă între galaxiile din prim-plan și cele din fundal, pentru că universul, aparent, are simțul dramaturgiei.

În această imagine, lentila gravitațională prezintă o galaxie eliptică din prim-plan la aproximativ 4,5 miliarde de ani-lumină distanță. Asta înseamnă că lumina pe care o vedem acum de la această galaxie ar fi început să călătorească spre noi când sistemul nostru solar încă se forma – deci, aproximativ, când Pământul era încă un peisaj infernal topit și nimeni nu inventase roata. Galaxia din fundal este la aproximativ opt miliarde de ani-lumină distanță, aproape de două ori mai departe. Apare ca o pereche de arce: unul mare și foarte vizibil în stânga sus a galaxiei din prim-plan, celălalt o imagine mult mai mică și răsturnată a aceleiași galaxii din fundal în dreapta jos. Această configurație se numește pereche arc-contraarc, care sună ca o mișcare de gimnastică fancy, dar de fapt este doar gravitația fiind obișnuitul ei suprarealizator.

Cu cât galaxia din prim-plan este mai masivă, cu atât lentila gravitațională este mai puternică și îndoaie lumina mai semnificativ. Studiind distorsiunea galaxiei din fundal, cercetătorii pot determina câtă masă conține galaxia din prim-plan. Acest lucru joacă un rol uriaș în studiul materiei întunecate, substanța misterioasă și invizibilă care constituie majoritatea masei universului. Materia vizibilă nu este suficientă pentru a explica nivelul de distorsiune din galaxia din fundal, ceea ce le permite cercetătorilor să calculeze atât masa galaxiei din prim-plan, cât și câtă materie întunecată conține. Cu alte cuvinte, universul este în mare parte făcut din ceva ce nu putem vedea, și folosim o lupă cosmică gigantică pentru a descoperi cât de multă se ascunde în orice galaxie dată. Știință!

Aproape toate obiectele din această imagine sunt galaxii, cu excepția câtorva stele din prim-plan împrăștiate. Galaxia spirală barată din această imagine – numită astfel pentru că brațele ei se extind dintr-o bară de stele din centrul său – are aproximativ dimensiunea galaxiei noastre Calea Lactee, despre care astronomii cred că este de asemenea o spirală barată. Spirala mică din stânga spiralei mari ar putea fi o galaxie satelit, similară cu Norii Magellanici Mare și Mic care orbitează Calea Lactee. Este ca o suită galactică.

Hubble observă cosmosul în principal în lumină vizibilă și ultravioletă, cu o acoperire infraroșu parțială, în timp ce Roman vede în principal lungimi de undă infraroșii și ceva lumină vizibilă. Hubble poate oferi vederi de înaltă rezoluție ale obiectelor individuale, în timp ce Roman are un câmp vizual mult mai larg propice panoramelor. Deci Hubble este fotograful de portret, iar Roman este artistul de peisaj. Împreună, vor construi o imagine și mai cuprinzătoare a cosmosului.

Aceasta este doar una dintre numeroasele imagini cu lentile gravitaționale capturate de Hubble. Astronomii le vor folosi pentru a analiza distorsiunile gravitaționale pentru a afla mai multe despre materia întunecată din galaxiile din prim-plan și pentru a pune bazele viitoarelor observații Roman. Hubble poate vedea aceste lentile gravitaționale doar una câte una, în timp ce vederea largă a lui Roman asupra cerului