Laserinterferometern Utrymme Antennuppdraget (LISA) har fått klartecken för Europeiska Utrymme Agency (ESA). Detta banar väg för utveckling av instrument och rymdfarkoster med start i januari 2025. Uppdraget leds av ESA och är ett resultat av samarbete mellan ESA, dess medlemsstat plats byråer, NASAoch ett internationellt konsortium av forskare.
LISA, som planeras att lanseras 2035, blir den första plats-Baserade gravitations våg observatorium dedikerat till att upptäcka och studera millihertz krusningar orsakade av förvrängningar i tyget plats-tid(gravitationsvågor) över universum.
Till skillnad från markbaserad gravitations våg detektorer (LIGO, VIRGO, KAGRA och LIGO Indien) som detekterar gravitationsvågor i frekvensområdet 10 Hz till 1000 Hz kommer LISA att utformas för att detektera gravitationsvågor av mycket längre våglängder i det låga frekvensområdet mellan 0.1 mHz och 1 Hz.
Ultralåg frekvens (10-9-10-8 Hz) gravitationsvågor (GW) med våglängder från veckor till år från supermassiv binär svarta hål kan detekteras med markbaserad Pulsar Timing Arrays (PTAs). Dock lågfrekvent gravitationsvågor (GW) med frekvenser mellan 0.1 mHz och 1 Hz kan varken detekteras av LIGO eller av Pulsar Timing Arrays (PTA) – våglängden för dessa GW är för lång för LIGO och för kort för att PTA:er ska upptäcka. Därför behovet av plats-baserad GW-detektor.
LISA kommer att vara en konstellation av tre rymdfarkoster i exakt liksidig triangelformation i rymden. Varje sida av triangeln kommer att vara 2.5 miljoner km lång. Denna formation (av de tre rymdfarkosterna) kommer bana Solen i en jordsläpande heliocentrik bana mellan 50 och 65 miljoner km från jorden samtidigt som ett medelavstånd mellan rymdfarkoster upprätthålls på 2.5 miljoner km. Denna rymdbaserade konfiguration gör LISA till en extremt stor detektor för att studera lågfrekvens gravitationsvågor som markbaserade detektorer inte kan.
För detektering av GW kommer LISA att använda par av testmassor (solida guld-platinakuber) som flyter fritt i speciella kammare i hjärtat av varje rymdfarkost. Gravitations ripples kommer att göra extremt små förändringar i avstånden mellan testmassorna i rymdfarkosterna som kommer att mätas genom laserinterferometri. Som visat av LISA Pathfinder-uppdraget kan denna teknik mäta förändringar i avstånd till några miljarddels millimeter.
LISA kommer att upptäcka GW orsakade av sammanslagning av supermassiv svarta hål i mitten av galaxer kommer således att kasta ljus över utvecklingen av galaxer. Uppdraget bör också upptäcka den förutsagda gravitationen 'ringande' bildades i de första ögonblicken av universum under de första sekunderna efter den stora smällen.
***
Referenser:
- ESA. Nyheter - Att fånga rymdtidens krusningar: LISA får klartecken. Upplagd 25 januari 2024. Finns på https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- NASA. LISA. Tillgänglig på https://lisa.nasa.gov/
- Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Laserinterferometer Utrymme Antenn. Förtryck arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- Baker et al. 2019. Laserinterferometern Utrymme Antenn: Avtäckning av Millihertz Gravitational Wave Sky. Förtryck arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
