Hubble pregătește terenul pentru telescopul Roman prin observații ale lentilelor gravitaționale
Telescopul spațial Hubble al NASA a captat o imagine în care o galaxie spirală barată domină câmpul vizual, însă elementul cel mai important se află în colțul din dreapta jos: o lentilă gravitațională care mărește și distorsionează lumina unei galaxii de fundal îndepărtate. Observația face parte dintr-o serie de imagini cu lentile gravitaționale realizate de Hubble în pregătirea cercetărilor viitoare cu noul telescop spațial Nancy Grace Roman.
Lentilele gravitaționale apar atunci când masa unui obiect din prim-plan — precum o galaxie — deformează spațiu-timpul, determinând curbarea și magnificarea luminii care trece prin apropiere, asemenea unei lentile uriașe în spațiu. Fenomenul necesită o aliniere întâmplătoare precisă între galaxia din prim-plan și cea din fundal.
În imaginea respectivă, lentila gravitațională cuprinde o galaxie eliptică din prim-plan aflată la aproximativ 4,5 miliarde de ani-lumină. Lumina pe care o vedem acum de la această galaxie a pornit spre noi pe vremea când sistemul nostru solar se afla încă în formare. Galaxia din fundal se află la circa 8 miliarde de ani-lumină, aproape de două ori mai departe, și apare sub forma a două arce: unul mare, vizibil în partea stângă-sus a galaxiei din prim-plan, și altul mult mai mic, o imagine răsturnată a aceleiași galaxii, în partea dreaptă-jos. Această configurație poartă numele de pereche arc-contraarc.
Cu cât galaxia din prim-plan este mai masivă, cu atât lentila gravitațională este mai puternică și curbarea luminii mai pronunțată. Studiind distorsiunea galaxiei din fundal, cercetătorii pot determina masa galaxiei din prim-plan, ceea ce contribuie la studiul materiei întunecate — substanța invizibilă misterioasă care constituie majoritatea masei universului. Materia vizibilă nu este suficientă pentru a explica nivelul de distorsiune observat, ceea ce le permite cercetătorilor să calculeze atât masa galaxiei din prim-plan, cât și cantitatea de materie întunecată pe care o conține.
Aproape toate obiectele din imagine sunt galaxii, cu excepția câtorva stele din prim-plan răspândite. Galaxia spirală barată — numită astfel pentru că brațele sale se extind dintr-o bară de stele din centru — are aproximativ dimensiunea Căii Lactee, despre care astronomii cred că este la rândul ei 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.
Hubble observă cosmosul în principal în lumină vizibilă și ultravioletă, cu o acoperire parțială în infraroșu, în timp ce Roman va vedea mai ales lungimi de undă infraroșii și o parte din lumina vizibilă. Hubble poate oferi imagini de înaltă rezoluție ale obiectelor individuale, iar Roman dispune de un câmp vizual mult mai larg, potrivit pentru panorame. Imaginile de acest tip arată modul în care cele două telescoape vor colabora pentru a construi o imagine mai cuprinzătoare asupra cosmosului.
Astronomii vor folosi aceste imagini pentru a analiza distorsiunile gravitaționale, a afla mai multe despre materia întunecată din galaxiile din prim-plan și a pregăti viitoarele observații ale telescopului Roman. Hubble poate observa lentilele gravitaționale doar una câte una, în timp ce vederea largă a lui Roman va oferi un eșantion mult mai mare de astfel de lentile. Cercetătorii utilizează imaginile detaliate ale lui Hubble pentru a construi un model computerizat menit să analizeze mai bine distorsiunile cauzate de materia întunecată, instrument care îi va ajuta să interpreteze imaginile ample ale lui Roman. De asemenea, Hubble va urmări lentilele interesante descoperite de Roman.
