Laserinterferometeret Rom Antenne (LISA)-oppdraget har fått klarsignal for europeiske Rom Agency (ESA). Dette baner vei for utvikling av instrumentene og romfartøyene som starter januar 2025. Oppdraget ledes av ESA og er et resultat av samarbeid mellom ESA, dets medlemsland plass etater, NASA, og et internasjonalt konsortium av forskere.
LISA skal etter planen lanseres i 2035, og vil være den første plass-Basert gravitasjonsbølge observatorium dedikert til deteksjon og studier av millihertz krusninger forårsaket av forvrengninger i stoffet til plass-tid (gravitasjonsbølger) over univers.
I motsetning til den bakkebaserte gravitasjonsbølge detektorer (LIGO, VIRGO, KAGRA og LIGO India) som oppdager gravitasjonsbølger i frekvensområdet 10 Hz til 1000 Hz, vil LISA være designet for å oppdage gravitasjonsbølger med mye lengre bølgelengder i lavfrekvensområdet mellom 0.1 mHz og 1 Hz.
Ultra-lav frekvens (10-9-10-8 Hz) gravitasjonsbølger (GW) med bølgelengder fra uker til år fra supermassiv binær svarte hull kan oppdages ved hjelp av bakkebasert Pulsar Timing Arrays (PTAs). Imidlertid lav frekvens gravitasjonsbølger (GWs) med frekvens mellom 0.1 mHz og 1 Hz kan verken detekteres av LIGO eller av Pulsar Timing Arrays (PTAs) - bølgelengden til disse GW-ene er for lang for LIGO og for kort til at PTA-er kan oppdage. Derfor behovet for plass-basert GW-detektor.
LISA vil være en konstellasjon av tre romfartøyer i nøyaktig likesidet trekantformasjon i verdensrommet. Hver side av trekanten vil være 2.5 millioner km lang. Denne formasjonen (av de tre romfartøyene) vil bane Solen i en jordslengende heliosentrisk bane mellom 50 og 65 millioner km fra Jorden samtidig som man opprettholder en gjennomsnittlig separasjonsavstand mellom romfartøyene på 2.5 millioner km. Denne rombaserte konfigurasjonen gjør LISA til en ekstremt stor detektor for å studere lavfrekvens gravitasjonsbølger at bakkebaserte detektorer ikke kan.
For deteksjon av GW vil LISA bruke par av testmasser (solid gull-platina kuber) frittflytende i spesielle kammer i hjertet av hvert romfartøy. Gravitasjons ripples vil gjøre ekstremt små endringer i avstandene mellom testmasser i romfartøyene som vil bli målt gjennom laserinterferometri. Som demonstrert av LISA Pathfinder-oppdraget, er denne teknologien i stand til å måle endringer i avstander til noen få milliarddeler av en millimeter.
LISA vil oppdage GW forårsaket av sammenslåing av supermassive svarte hull i sentrum av galakser vil dermed kaste lys over utviklingen av galakser. Oppdraget skal også oppdage den forutsagte gravitasjonskraften 'ringer' dannet i de første øyeblikkene av univers i de første sekundene etter det store smellet.
***
Referanser:
- ESA. Nyheter - Fanger krusningene av romtiden: LISA får klarsignal. Lagt ut 25. januar 2024. Tilgjengelig på https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- NASA. LISA. Tilgjengelig i https://lisa.nasa.gov/
- Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Laser Interferometer Rom Antenne. Fortrykk arXiv. GJØR JEG: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- Baker et al. 2019. Laserinterferometeret Rom Antenne: Avduking av Millihertz Gravitational Wave Sky. Fortrykk arXiv. GJØR JEG: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
