Une galaxie spirale barrée marque l’endroit sur cette image, mais le véritable trésor est la lentille gravitationnelle dans le coin inférieur droit, où une galaxie lointaine en arrière-plan est agrandie et déformée par la gravité d’une galaxie plus proche.
Cette observation est l’une des nombreuses images de lentille gravitationnelle prises par le télescope spatial Hubble de la NASA en préparation pour la science avec le nouveau télescope spatial romain Nancy Grace.
La lentille gravitationnelle se produit lorsque la masse d’un objet au premier plan – comme une galaxie – déforme l’espace-temps, provoquant une courbure, une distorsion et un grossissement de la lumière lorsqu’elle passe autour de l’objet, à la manière d’une lentille géante dans l’espace. Des lentilles comme celle-ci se produisent lorsqu’un alignement aléatoire précis a lieu entre les galaxies du premier plan et de l’arrière-plan, provoquant une courbe de la lumière de la galaxie d’arrière-plan autour de la galaxie du premier plan.
Sur cette image, la lentille gravitationnelle présente une galaxie elliptique au premier plan située à environ 4,5 milliards d’années-lumière. Cela signifie que la lumière que nous voyons maintenant de cette galaxie aurait commencé à se déplacer vers nous lorsque notre système solaire était encore en formation. La galaxie d’arrière-plan se trouve à environ huit milliards d’années-lumière, soit presque deux fois plus loin. Il apparaît comme une paire d’arcs, l’un grand et très visible en haut à gauche de la galaxie de premier plan, l’autre une image beaucoup plus petite et inversée de la même galaxie d’arrière-plan en bas à droite. Cette configuration est appelée paire arc-contre-arc.
Plus la galaxie du premier plan est massive, plus la lentille gravitationnelle est forte et plus elle courbe la lumière de manière significative. En étudiant la distorsion de la galaxie d’arrière-plan, les chercheurs peuvent déterminer la masse que contient la galaxie de premier plan. Cela joue un rôle énorme dans l’étude de la matière noire, la substance mystérieuse et invisible qui constitue la majorité de la masse de l’univers. La matière visible ne suffit pas à expliquer le niveau de distorsion de la galaxie d’arrière-plan, ce qui permet aux chercheurs de calculer à la fois la masse de la galaxie de premier plan et la quantité de matière noire qu’elle contient.
Presque tous les objets de cette image sont des galaxies, à l’exception de quelques étoiles dispersées au premier plan. La galaxie spirale barrée sur cette image – ainsi appelée parce que ses bras s’étendent à partir d’une barre d’étoiles en son centre – a à peu près la taille de notre propre galaxie, la Voie lactée, que les astronomes pensent également être une spirale barrée. La petite spirale à gauche de la grande spirale pourrait être une galaxie satellite, semblable aux grands et petits nuages de Magellan qui gravitent autour de la Voie lactée.
Hubble voit le cosmos principalement dans la lumière visible et ultraviolette avec une certaine couverture infrarouge, et Roman voit principalement les longueurs d’onde infrarouges et un peu de lumière visible. Hubble peut fournir des vues haute résolution d’objets individuels, tandis que Roman dispose d’un champ de vision beaucoup plus large, propice aux panoramas.
Des images comme celle-ci offrent un aperçu de la façon dont Hubble et Roman travailleront ensemble pour construire une image encore plus complète du cosmos. Ce n’est qu’une des nombreuses images de lentille gravitationnelle capturées par Hubble. Les astronomes les utiliseront pour analyser les distorsions gravitationnelles, en apprendre davantage sur la matière noire dans les galaxies du premier plan et jeter les bases des futures observations romaines.
Hubble ne peut visualiser ces lentilles gravitationnelles qu’une par une, tandis que la vue large du ciel de Roman fournira un plus grand échantillon de ces lentilles. Les astronomes utilisent les images nettes de Hubble pour créer un modèle informatique permettant de mieux analyser les distorsions induites par la matière noire. Cet outil aidera les astronomes à analyser les grandes images de Roman. Hubble suivra également les lentilles intéressantes détectées par Roman.
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Contact médias:
Claire Andréoli
de la NASA Centre de vol spatial Goddard, Ceinture de verdure, Maryland
claire.andreoli@nasa.gov
