Hubble da NASA traça caminho para Roman com lentes gravitacionais

Uma extensa galáxia espiral barrada marca o local nesta imagem, mas o verdadeiro tesouro é a lente gravitacional no canto inferior direito, onde uma distante galáxia de fundo está a ser ampliada e distorcida pela gravidade de uma galáxia mais próxima.

Esta observação é uma das muitas imagens de lentes gravitacionais tiradas pela NASA Telescópio Espacial Hubble em preparação para a ciência com o novo Telescópio Espacial Romano Nancy Grace.

Lente gravitacional ocorre quando a massa de um objeto em primeiro plano – como uma galáxia – distorce o espaço-tempo, fazendo com que a luz se dobre, distorça e aumente à medida que passa ao redor do objeto, semelhante a uma lente gigante no espaço. Lentes como esta ocorrem quando ocorre um alinhamento aleatório preciso entre as galáxias do primeiro plano e do fundo, fazendo com que a luz da galáxia de fundo se curve em torno da galáxia do primeiro plano.

Nesta imagem, a lente gravitacional apresenta em primeiro plano uma galáxia elíptica que está a cerca de 4,5 mil milhões de anos-luz de distância. Isso significa que a luz que vemos desta galáxia agora teria começado a viajar em nossa direção quando o nosso sistema solar ainda estava em formação. A galáxia de fundo está a cerca de oito mil milhões de anos-luz de distância, quase o dobro. Aparece como um par de arcos, um grande e muito perceptível no canto superior esquerdo da galáxia em primeiro plano, o outro é uma imagem muito menor e invertida da mesma galáxia de fundo no canto inferior direito. Esta configuração é chamada de par arco-contraarco.

Quanto mais massiva for a galáxia em primeiro plano, mais forte será a lente gravitacional e mais significativamente ela desviará a luz. Ao estudar a distorção da galáxia de fundo, os investigadores podem determinar quanta massa a galáxia de primeiro plano contém. Isto desempenha um papel enorme no estudo da matéria escura, a substância misteriosa e invisível que constitui a maior parte da massa do Universo. A matéria visível não é suficiente para explicar o nível de distorção na galáxia de fundo, o que permite aos investigadores calcular tanto a massa da galáxia em primeiro plano como a quantidade de matéria escura que contém.

Quase todos os objetos nesta imagem são galáxias, exceto algumas estrelas dispersas em primeiro plano. A galáxia espiral barrada nesta imagem – assim chamada porque os seus braços se estendem a partir de uma barra de estrelas no seu centro – é aproximadamente do tamanho da nossa galáxia, a Via Láctea, que os astrónomos pensam ser também uma espiral barrada. A pequena espiral à esquerda da grande espiral pode ser uma galáxia satélite, semelhante às Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães que orbitam a Via Láctea.

O Hubble vê o cosmos principalmente em luz visível e ultravioleta com alguma cobertura infravermelha, e Roman vê principalmente comprimentos de onda infravermelhos e alguma luz visível. O Hubble pode fornecer visualizações de objetos individuais em alta resolução, enquanto o Roman tem um campo de visão muito maior, propício para panoramas.

Imagens como esta oferecem uma ideia de como Hubble e romano trabalharão juntos para construir uma imagem ainda mais abrangente do cosmos. Esta é apenas uma das muitas imagens de lentes gravitacionais capturadas pelo Hubble. Os astrónomos irão utilizá-los para analisar distorções gravitacionais para aprender mais sobre a matéria escura nas galáxias em primeiro plano e para estabelecer as bases para futuras observações romanas.

O Hubble só pode ver essas lentes gravitacionais uma de cada vez, enquanto a ampla visão do céu de Roman fornecerá uma amostra maior dessas lentes. Os astrônomos estão usando as imagens nítidas do Hubble para construir um modelo computacional para analisar melhor as distorções induzidas pela matéria escura. Esta ferramenta ajudará os astrônomos a analisar as grandes imagens de Roman. O Hubble também acompanhará lentes interessantes que Roman detecta.