I en kosmisk lek av galaktisk kurragömma har NASAs Hubble-teleskop fångat en svepande stavspiralgalax som är ungefär lika stor som vår egen Vintergata – men det verkliga partytricket gömmer sig i det nedre högra hörnet. Där förstoras och förvrängs en avlägsen bakgrundsgalax av gravitationen från en närmare galax, ett fenomen som kallas gravitationslinsning. Det är som en skrattspegel, fast spegeln är rumtiden och skratthuset är hela universum.

Den här bilden är en av många gravitationslinsobservationer som Hubble har tagit inför vetenskapen med det nya Nancy Grace Roman Space Telescope. Tänk dig Hubble som den flitiga praktikanten som gör grovjobbet medan Roman förbereder sig på att svepa in med sitt mycket större synfält. Gravitationslinsning uppstår när massan hos ett förgrundsobjekt – till exempel en galax – kröker rumtiden, vilket får ljus att böjas, förvrängas och förstoras när det passerar runt objektet, ungefär som en jättelik lins i rymden. Det kräver en exakt slumpmässig linjering mellan förgrunds- och bakgrundsgalaxerna, för universum har tydligen en känsla för dramatisk tajming.

På den här bilden visar gravitationslinsen en elliptisk förgrundsgalax cirka 4,5 miljarder ljusår bort. Det betyder att ljuset vi ser från den här galaxen nu först skulle ha börjat färdas mot oss när vårt solsystem fortfarande bildades – så ungefär när jorden fortfarande var ett smält helvete och ingen hade uppfunnit hjulet än. Bakgrundsgalaxen är cirka åtta miljarder ljusår bort, nästan dubbelt så långt. Den framträder som ett par bågar: en stor och mycket tydlig uppe till vänster om förgrundsgalaxen, den andra en mycket mindre, spegelvänd bild av samma bakgrundsgalax nere till höger. Den här konfigurationen kallas ett båge-motbåge-par, vilket låter som en finurlig gymnastikövning men egentligen bara är gravitationen som vanligtvis överträffar sig själv.

Ju mer massiv förgrundsgalaxen är, desto starkare blir gravitationslinsen och desto mer böjer den ljuset. Genom att studera förvrängningen av bakgrundsgalaxen kan forskarna bestämma hur mycket massa förgrundsgalaxen innehåller. Detta spelar en enorm roll i studiet av mörk materia, det mystiska, osynliga ämne som utgör majoriteten av massan i universum. Den synliga materian räcker inte för att förklara nivån av förvrängning i bakgrundsgalaxen, vilket gör att forskarna kan beräkna både massan hos förgrundsgalaxen och hur mycket mörk materia den innehåller. Med andra ord består universum mestadels av något vi inte kan se, och vi använder ett jättelikt kosmiskt förstoringsglas för att lista ut hur mycket av det som lurar i vilken given galax som helst. Vetenskap!

Nästan alla objekt på den här bilden är galaxer, förutom några utspridda förgrundsstjärnor. Stavspiralgalaxen på bilden – så kallad eftersom dess armar sträcker sig ut från en stav av stjärnor i centrum – är ungefär lika stor som vår egen Vintergata, som astronomer tror också är en stavspiral. Den lilla spiralen till vänster om den stora spiralen kan vara en satellitgalax, liknande Stora och Lilla Magellanska molnet som kretsar kring Vintergatan. Det är som en galaktisk entourage.

Hubble betraktar kosmos främst i synligt och ultraviolett ljus med viss infraröd täckning, medan Roman huvudsakligen ser infraröda våglängder och lite synligt ljus. Hubble kan ge högupplösta vyer av enskilda objekt, medan Roman har ett mycket större synfält som lämpar sig för panoramabilder. Så Hubble är porträttfotografen och Roman är landskapskonstnären. Tillsammans kommer de att bygga en ännu mer omfattande bild av kosmos.

Det här är bara en av många gravitationslinsbilder som Hubble har fångat. Astronomer kommer att använda dem för att analysera gravitationsförvrängningar för att lära sig mer om mörk materia i förgrundsgalaxerna och för att lägga grunden för framtida Roman-observationer. Hubble kan bara se dessa gravitationslinser en i taget, medan Romans vida vy av himlen