Laser interferometer Space Antenne (LISA) mission har fået grønt lys for europæiske Space Agenturet (ESA). Dette baner vejen for udvikling af instrumenter og rumfartøjer fra januar 2025. Missionen ledes af ESA og er et resultat af samarbejde mellem ESA, dens medlemsstat plads agenturer, NASA, og et internationalt konsortium af forskere.
LISA, som er planlagt til at blive lanceret i 2035, bliver den første plads-baseret gravitationsbølge observatorium dedikeret til påvisning og undersøgelse af millihertz krusninger forårsaget af forvrængninger i vævet af plads-tid (gravitationsbølger) på tværs af univers.
I modsætning til den jordbaserede gravitationsbølge detektorer (LIGO, VIRGO, KAGRA og LIGO Indien), som detekterer gravitationsbølger i frekvensområdet 10 Hz til 1000 Hz vil LISA være designet til at detektere gravitationsbølger af meget længere bølgelængder i lavfrekvensområdet mellem 0.1 mHz og 1 Hz.
Ultra-lav frekvens (10-9-10-8 Hz) gravitationsbølger (GW'er) med bølgelængder fra uger til år fra supermassiv binær sorte huller kan detekteres ved hjælp af jordbaseret Pulsar Timing Arrays (PTA'er). Dog lav frekvens gravitationsbølger (GW'er) med en frekvens mellem 0.1 mHz og 1 Hz kan hverken detekteres af LIGO eller af Pulsar Timing Arrays (PTA'er) - bølgelængden af disse GW'er er for lang til LIGO og for kort til at PTA'er kan detektere. Derfor er behovet for plads-baseret GW-detektor.
LISA vil være en konstellation af tre rumfartøjer i nøjagtig ligesidet trekantdannelse i rummet. Hver side af trekanten vil være 2.5 millioner km lang. Denne formation (af de tre rumfartøjer) vil Orbit Solen i en jordslæbende heliocentrik Orbit mellem 50 og 65 millioner km fra Jorden, samtidig med at der opretholdes en gennemsnitlig afstand mellem rumfartøjer på 2.5 millioner km. Denne rumbaserede konfiguration gør LISA til en ekstremt stor detektor til at studere lav frekvens gravitationsbølger at jordbaserede detektorer ikke kan.
Til påvisning af GW'er vil LISA bruge par af testmasser (solid guld-platin terninger), der flyder frit i specielle kamre i hjertet af hvert rumfartøj. gravitational ripples vil lave ekstremt små ændringer i afstandene mellem testmasser i rumfartøjerne, som vil blive målt gennem laserinterferometri. Som demonstreret af LISA Pathfinder mission, er denne teknologi i stand til at måle ændringer i afstande til et par milliardtedele af en millimeter.
LISA vil opdage GW'er forårsaget af fusion af supermassive sorte huller i centrum af galakser vil således kaste lys over udviklingen af galakser. Missionen skulle også detektere den forudsagte gravitation 'ringer' dannet i de indledende øjeblikke af univers i de første sekunder efter det store brag.
***
Referencer:
- ESA. Nyheder - Indfanger rumtidens krusninger: LISA får grønt lys. Opslået den 25. januar 2024. Tilgængelig på https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- NASA. LISA. Tilgængelig kl https://lisa.nasa.gov/
- Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Laser Interferometer Space Antenne. Fortryk arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- Baker et al. 2019. Laserinterferometeret Space Antenne: Afsløring af Millihertz Gravitational Wave Sky. Fortryk arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
