Uma extensa galáxia espiral barrada marca o cenário desta imagem, mas o verdadeiro tesouro é a lente gravitacional no canto inferior direito, onde uma galáxia distante ao fundo está sendo ampliada e distorcida pela gravidade de uma galáxia mais próxima.
Esta observação é uma entre muitas imagens de lentes gravitacionais feitas pelo telescópio espacial Hubble , da NASA, em preparação para as pesquisas científicas com o novo Nancy Grace Roman Space Telescope .
A lente gravitacional ocorre quando a massa de um objeto em primeiro plano — como uma galáxia — deforma o espaço-tempo, fazendo com que a luz se curve, se distorça e seja ampliada ao passar ao redor do objeto, como se ele fosse uma enorme lente no espaço. Lentes como essa se formam quando ocorre um alinhamento preciso e fortuito entre as galáxias em primeiro plano e ao fundo, fazendo com que a luz da galáxia ao fundo se curve ao redor da galáxia em primeiro plano.
Nesta imagem, a lente gravitacional apresenta uma galáxia elíptica em primeiro plano, a cerca de 4,5 bilhões de anos-luz de distância. Isso significa que a luz que vemos dessa galáxia começou a viajar até nós quando nosso sistema solar ainda estava se formando. A galáxia ao fundo está a cerca de oito bilhões de anos-luz de distância, quase o dobro. Ela aparece como um par de arcos: um grande e bem visível, à esquerda e acima da galáxia em primeiro plano; o outro, bem menor, é uma imagem invertida da mesma galáxia ao fundo, à direita e abaixo. Essa configuração é chamada de par arco-contraarco.
Quanto mais massiva a galáxia em primeiro plano, mais forte é a lente gravitacional e mais ela curva a luz. Ao estudar a distorção da galáxia ao fundo, os pesquisadores podem determinar quanta massa há na galáxia em primeiro plano. Isso tem um papel fundamental no estudo da matéria escura, a misteriosa substância invisível que compõe a maior parte da massa do universo. A matéria visível não é suficiente para explicar o nível de distorção da galáxia ao fundo, o que permite aos pesquisadores calcular tanto a massa da galáxia em primeiro plano quanto a quantidade de matéria escura que ela contém.
Quase todos os objetos desta imagem são galáxias, com exceção de algumas estrelas em primeiro plano espalhadas pela cena. A galáxia espiral barrada da imagem — chamada assim porque seus braços se estendem a partir de uma barra de estrelas no centro — tem aproximadamente o mesmo tamanho da nossa própria galáxia, a Via Láctea, que os astrônomos também consideram uma espiral barrada. A pequena espiral à esquerda da grande pode ser uma galáxia satélite, semelhante às Nuvens de Magalhães, Grande e Pequena, que orbitam a Via Láctea.
O Hubble observa o cosmos principalmente em luz visível e ultravioleta, com alguma cobertura no infravermelho, enquanto Roman observa sobretudo comprimentos de onda do infravermelho e também alguma luz visível. O Hubble pode fornecer imagens de alta resolução de objetos individuais, enquanto Roman tem um campo de visão muito maior, adequado para panoramas.
Imagens como esta dão uma ideia de como Hubble e Roman trabalharão juntos para compor uma visão ainda mais abrangente do cosmos. Esta é apenas uma entre muitas imagens de lentes gravitacionais capturadas pelo Hubble. Os astrônomos as usarão para analisar distorções gravitacionais, aprender mais sobre a matéria escura nas galáxias em primeiro plano e preparar o caminho para futuras observações de Roman.
O Hubble só consegue observar essas lentes gravitacionais uma de cada vez, enquanto o amplo campo de visão de Roman permitirá encontrar uma amostra maior delas. Os astrônomos estão usando as imagens nítidas do Hubble para criar um modelo computacional que permita analisar melhor as distorções causadas pela matéria escura. Essa ferramenta ajudará os astrônomos a analisar as imagens amplas de Roman. O Hubble também fará observações de acompanhamento de lentes interessantes detectadas por Roman.
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