Ovo je članak koji je prije nekoliko dana objavljen na sajtu NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard.

Slika je kompozit sastavljen od fotografija snimljenih u valnim duljinama 606 i 814 nanometara.

Mozaičnu sliku koju prilažem posljednju, izradio sam od 36 sirovih fotografija koje je Hubble svojom WFC3 snimao u posljednjih sedam godina, sve u infracrvenoj valnoj duljini od 1440 nm.

Hubble svojim gravitacijskim lećama utire put Romanu

Pozornost na ovoj slici privlači jedna raskriljena spiralna galaktika s prečkom, ali ono što na njoj predstavlja pravu dragocjenost, gravitacijska je leća u njenom donjem desnom kutu, gdje jedna daleka pozadinska galaktika biva povećana i izobličena gravitacijskom lećom nama bliže galaktike.

Ova slika je jedna od velikog broja opservacija gravitacijskih leća poduzetih NASA-inim Svemirskim teleskopom Hubble u okviru pripreme znanstvenih istraživanja koja će biti provođena Svemirskim teleskopom Nancy Grace Roman.

Gravitacijska leća nastane kada masa nekog nama bližeg objekta - poput neke galaktike - svije prostorvrijeme i natjera svjetlost da se i sama svija, izobličuje i pojačava dok obilazi taj objekt. Objekt zbog toga djeluje kao ogromna leća u svemiru! Leće poput ove na slici se javljaju ako postoji točno poravnjanje bližih i udaljenijih galaktika, zbog čega je svjetlo pozadinske galaktike svijeno u luk oko one prednje.

Gravitacijsku leću na ovoj slici stvara jedna crvenkasta eliptična galaktika koja je od nas udaljena oko 4,5 milijarde svjetlosnih godina. To znači da je svjetlo koje vidimo da stiže iz nje na svoj put prema nama pošlo u vrijeme dok se Sunčev sustav još uvijek oblikovao. Pozadinska galaktika je od nas udaljena oko osam milijardi svjetlosnih godina, što je skoro dvaput veća udaljenost. Ona se javlja u vidu dva plava luka: jedan od njih je velik i upadljiv, gore lijevo od prednje galaktike, dok je drugi puno manja, prevrnuta slika iste pozadinske galaktike, dolje desno. Takva konfiguracija se naziva par luk-protuluk (engl. arc-counterarc pair).

Što je prednja galaktika masivnija, to je njena gravitacijska leća snažnija i ona više svija svjetlo. Analizom toga kako se pozadinska galaktika izobličila, istraživači mogu odrediti kolika je masa nama bliže galaktike. To ima ogromnu ulogu u proučavanju tamne tvari, tajanstvene nevidljive supstance na koju otpada većina mase u svemiru. Vidljiva tvar nije dovoljna da se njome protumači razina izobličenosti pozadinske galaktike, što istraživačima omogućuje da izračunaju ne samo masu prednje galaktike, već i to koliko je u njoj tamne tvari.

Skoro svi objekti koje vidimo na ovoj slici su galaktike, uz iznimku nekolicine nama puno bližih zvijezda. Spiralna galaktika s prečkom na slici - tako je zovemo jer se njeni spiralni kraci protežu s krajeva prečke (poluge, engl. "bar") u središtu galaktike - približno je veličine Mliječnog Puta, za kojega astronomi zaključuju da je i sam spiralna galaktika s prečkom. Sićušna spiralka lijevo od te velike, mogla bi biti njena satelitska galaktika, koja obilazi oko velike onako kako Veliki i Mali Magellanov Oblak obilaze oko Mliječnog Puta.

Hubble svemir vidi u prvom redu u vidljivom i ultraljubičastom svjetlu, uz određenu osjetljivost na infracrveno zračenje. Teleskop Roman će vidjeti prvenstveno infracrvene valne duljine, uz ponešto vidljivog svjetla. Hubble može ponuditi prikaze pojedinih objekata visoke razlučivosti, dok će Roman imati puno veće vidno polje i od njegovih će se slika moći sastavljati velike panorame.

Ovakve slike pružaju uvid u to kako će Hubble i Roman surađivati u izgradnji još sveobuhvatnije predodžbe o svemiru. Ovo je samo jedna od mnoštva Hubbleovih fotografija gravitacijskih leća. Astronomi će ih iskoristiti za analizu gravitacijskih izobličenja radi boljeg razumijevanja tamne tvari u tim nama bližim galaktikama, ali i za utiranje puta budućim Romanovim opservacijama.

Hubble može te gravitacijske leće promatrati jedino jednu po jednu, dok će Romanovo šire vidno polje proizvesti veći uzorak takvih leća. Astronomi sada koriste Hubbleove oštre slike kako bi njima izgradili računalni model kojim će moći bolje analizirati izobličenja izazvana tamnom tvari. Taj će alat kasnije pomoći i prilikom analize Romanovih velikih slika. Hubble će usto dodatno promatrati leće koje bude otkrivao Roman.

NASA, ESA, and X. Huang (University of San Francisco); Processing: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America) 

https://science.nasa.gov/