La scoperta, pubblicata sulla rivista Scientific Reports, è stata coordinata da Daryl Howard, del Sincrotrone Australiano di Calyton, e da Saul Thurrowgood, dell'Università di Brisbane. Il ritratto nascosto è quello di una ragazza, il primo piano di una giovane donna con lunghi capelli che le incorniciamo il volto e un particolare bizzarro: le orecchie dalla forma allungata, che le rende molto simili a quelle di un elfo. Il super microscopio ai raggi X che ha permesso di vedere per la prima volta che cosa si nascondeva sotto il «Ritratto di signora» si basa sulla luce di sincrotrone, ossia sulla radiazione elettromagnetica generata da particelle cariche che vengono accelerate e viaggiano alla velocità della luce.
Grazie a questa tecnica è stata ottenuta una mappa del dipinto, inizialmente in bianco e nero e in seguito elaborata in falsi colori. Osservando finalmente, per la prima volta, i dettagli di questo dipinto, i ricercatori hanno riconosciuto i tratti del volto della modella Emma Dobigny. Il ritratto nascosto era molto probabilmente una sorta di studio, nel quale Degas aveva fatto diversi tentativi in cerca delle proporzioni ideali e che poi non aveva esitato a coprire, utilizzando la tela per un nuovo quadro.
Che fosse uno studio si nota soprattutto dal disegno confuso delle orecchie, che in una versione iniziale del dipinto erano allungate come quelle di un elfo; solo in seguito Degas ne ha corretto le proporzioni, portandole a dimensioni normali.
Secondo i ricercatori la scoperta del dipinto nascosto di Degas non è che l'inizio: la possibilità di utilizzare tecniche di analisi così dettagliate e non invasive promette di inaugurare una nuova serie di ricerche nella storia dell'arte. Diventa infatti possibile studiare l'evoluzione dello stile e della tecnica di un pittore con un dettaglio senza precedenti.