Мисията LISA: Космически базиран детектор на гравитационни вълни дава ход на ESA 

Мисията за лазерна интерферометрична космическа антена (LISA) получи одобрението на Европейската космическа агенция (ESA). Това проправя пътя за разработването на инструментите и космическите апарати, започващо през януари 2025 г. Мисията се ръководи от ESA и е резултат от сътрудничеството между ESA, космическите агенции на държавите членки, NASA и международен консорциум от учени.

Планираното за стартиране през 2035 г., LISA ще бъде първата космическа обсерватория за гравитационни вълни , посветена на откриването и изучаването на милихерцови вълни, причинени от изкривявания в тъканта на пространство -времето ( гравитационни вълни ) във Вселената.

За разлика от наземните детектори за гравитационни вълни (LIGO, VIRGO, KAGRA и LIGO India), които откриват гравитационни вълни в честотен диапазон от 10 Hz до 1000 Hz, LISA ще бъде проектиран да открива гравитационни вълни с много по-дълги дължини на вълните в нискочестотния диапазон между 0.1 mHz и 1 Hz.

Ултранискочестотни (10⁻⁹ ^–10⁻⁹ Hz ) гравитационни вълни (GW) с дължини ^на вълните от седмици до години от свръхмасивни двойни черни дупки могат да бъдат открити с помощта на наземни пулсарни детектори (PTA ) . Нискочестотните гравитационни вълни (GW) с честота между 0.1 mHz и 1 Hz обаче не могат да бъдат открити нито от LIGO, нито от пулсарни детектори (PTA) – дължината на вълната на тези GW е твърде дълга за LIGO и твърде къса за PTA. Следователно, необходимостта от космически GW детектор.

LISA ще бъде съзвездие от три космически кораба, разположени в точна равностранен триъгълна форма в космоса. Всяка страна на триъгълника ще бъде дълга 2.5 милиона км. Тази формация (от трите космически кораба) ще обикаля около Слънцето в хелиоцентрична орбита, следваща Земята , между 50 и 65 милиона км от Земята, като същевременно ще поддържа средно разстояние между космическите кораби от 2.5 милиона км. Тази космическа конфигурация прави LISA изключително голям детектор за изучаване на нискочестотни гравитационни вълни , които наземните детектори не могат.

За откриване на гравитационни вълни (GW), LISA ще използва двойки тестови маси (твърди кубчета от злато и платина), свободно плаващи в специални камери в сърцето на всеки космически кораб. Гравитационните вълни ще доведат до изключително малки промени в разстоянията между тестовите маси в космическите кораби, които ще бъдат измерени чрез лазерна интерферометрия. Както е демонстрирано от мисията LISA Pathfinder, тази технология е способна да измерва промени в разстоянията до няколко милиардни от милиметъра.

LISA ще открие гравитационни вълни, причинени от сливането на свръхмасивни черни дупки в центъра на галактиките, като по този начин ще хвърли светлина върху еволюцията на галактиките. Мисията трябва също така да открие прогнозираното гравитационно „пръстениране“ , образувано в началните моменти на Вселената , в първите секунди след Големия взрив.

*** 

Литература:  

1. ESA. Новини - Улавяне на вълните на пространство-времето: LISA получава зелена светлина. Публикувано на 25 януари 2024 г. Налично на https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead 

2. НАСА. ЛИЗА. Наличен в https://lisa.nasa.gov/ 

3. Pau Amaro-Seoane и др. 2017. Лазерен интерферометър Космос Антена. Предпечат arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786  

4. Бейкър и др. 2019. Лазерният интерферометър Космос Антена: Разкриване на небето с милихерцови гравитационни вълни. Предпечат arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482 

*** 

***

***