ESA je odobrila gradnjo observatorija vesoljskih gravitacijskih valov LISA

Evropska vesoljska agencija in NASA je prižgal zeleno luč projektu Laser Interferometer Space Antenna (LISA) – velikanskemu detektorju kozmičnih gravitacijskih valov, namenjenemu zaznavanju pulzacij v prostoru-času, ki jih povzroči trk ogromnih črnih lukenj v središčih galaksij z drugimi masivnimi objekti.

Detektor bo sestavljen iz treh vesoljskih plovil, ki lebdijo 2,5 milijona kilometrov narazen in tvorijo trikotnik laserske svetlobe, ki bo lahko zaznal popačenja v vesolju, ki jih povzročajo siloviti trki nevtronskih zvezd in črnih lukenj, ki razbijejo vesolje.

Interferometer deluje po enakih principih kot obstoječi zemeljski eksperiment LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), ki je leta 2015 prvič zaznal gravitacijske valove. Toda povečanje velikosti LISA do milijonkrat ji bo omogočilo zaznavanje nižjefrekvenčnih gravitacijskih valov, ki bodo razkrili kozmične katastrofe, ki so trenutno zunaj dosega LIGO.

»Z uporabo laserskih žarkov na razdaljah več kilometrov lahko zemeljski instrumenti zaznajo gravitacijske valove, ki izvirajo iz dogodkov, ki vključujejo objekte velikosti zvezd – kot so eksplozije supernov ali združitve supergostih zvezd in črnih lukenj z zvezdno maso. Da bi razširili meje gravitacijskega raziskovanja, moramo iti v vesolje," je povedala Nora Lützgendorf, vodilna znanstvenica LISA. "Zahvaljujoč ogromni razdalji, prevoženi med letom, smo lahko presegli meje gravitacije. "Zahvaljujoč ogromni razdalji, ki jo pokrivajo laserski signali LISA, in izjemni stabilnosti njenih instrumentov bomo gravitacijske valove preiskovali pri nižjih frekvencah, kot je mogoče na Zemlji, in razkrivali dogodke v drugačnem obsegu, vse do zore časa."

Gravitacijski valovi so udarni valovi, ki nastanejo v prostoru-času, ko trčita dva izjemno gosta predmeta, kot so nevtronske zvezde ali črne luknje.

Detektor LIGO zaznava gravitacijske valove tako, da zazna drobna popačenja v tkivu vesolja-časa, ki jih ti valovi ustvarjajo, ko gredo skozi Zemljo. Detektor v obliki črke L ima dva kraka z dvema enakima laserskima žarkoma, vsaka dolga 4 km.

Ko gravitacijski val zadene naše kozmične obale, se laser v enem kraku detektorja LIGO skrči in razširi v drugem, kar znanstvenike opozori na prisotnost valov. Toda majhen obseg tega popačenja (pogosto velikosti nekaj tisočink protona ali nevtrona) pomeni, da morajo biti detektorji neverjetno občutljivi – in daljši kot so ti detektorji, bolj občutljivi postanejo.

Konstelacija treh vesoljskih plovil LISA, ki naj bi se začela graditi leta 2025, bo vsebovala tri zlato-platinaste kocke v velikosti Rubikove kocke, ki bodo streljale laserske žarke v teleskope drugih na milijone kilometrov stran.

Ko sateliti sledijo Zemlji v njeni orbiti okoli Sonca, bo LISA registrirala vse manjše motnje v dolžini poti med njima in jih poslala nazaj znanstvenikom. Raziskovalci bodo nato lahko uporabili natančne spremembe v vsakem žarku za triangulacijo, da bi ugotovili, od kod prihajajo gravitacijske motnje, in vanje usmerili optične teleskope za nadaljnjo preiskavo.

Ker gravitacijske pulzacije nastanejo še preden trčijo supermasivni astronomski objekti, bo LISA znanstvenikom dala zgodnje opozorilo nekaj mesecev, preden bo trčenje postalo vidno optičnim teleskopom.

Občutljivost detektorja brez primere bo zagotovila tudi okno v najšibkejše pulziranje, ki je posledica dogodkov v kozmični zori – krvave posledice velikega poka – in odgovorilo na nekatera največja in najbolj pereča vprašanja kozmologije.

Teleskop, ki je nastal kot del sodelovanja med ESA, NASA in mednarodnimi znanstveniki, bo leta 3 dvignjen v nebo z raketo Ariane 2035.

Preberite tudi:

• Hassell in ESA sta pokazala inovativen osnovni koncept za lunino površino
• ESA-ina nosilna raketa Ariane 6 je opravila kritičen test motorja