Laserinterferometri Tila Antenni (LISA) -tehtävä on saanut eurooppalaisen edistyksen Tila virasto (ESA). Tämä tasoittaa tietä instrumenttien ja avaruusalusten kehittämiselle tammikuusta 2025 alkaen. Tehtävää johtaa ESA ja se on ESAn, sen jäsenvaltion yhteistyön tulos. tila virastot, NASAja kansainvälinen tutkijoiden konsortio.
Vuonna 2035 julkaistava LISA on ensimmäinen tila-Pohjainen gravitaatioaalto Observatorio, joka on omistettu havaitsemaan ja tutkimaan millihertsin värähtelyjä, jotka johtuvat kudoksen vääristymistä tila-aika (gravitaation aallot) poikki maailmankaikkeus.
Toisin kuin maapohjainen gravitaatioaalto ilmaisimet (LIGO, VIRGO, KAGRA ja LIGO India), jotka havaitsevat gravitaation aallot taajuusalueella 10 Hz - 1000 Hz, LISA on suunniteltu havaitsemaan gravitaation aallot paljon pidempiä aallonpituuksia matalalla taajuusalueella 0.1–1 Hz.
Erittäin matala taajuus (10-9-10-8 Hz) gravitaation aallot (GW) aallonpituuksilla viikoista vuosiin supermassiivisesta binaarista mustat aukot voidaan havaita maanpinnan avulla Pulsar Timing Arrays (PTAs). Kuitenkin matala taajuus gravitaation aallot LIGO tai Pulsar Timing Arrays (PTA) eivät pysty havaitsemaan GW:itä, joiden taajuus on 0.1–1 Hz, – näiden GW:iden aallonpituus on liian pitkä LIGO:lle ja liian lyhyt PTA:ille. Siksi tarve tila-pohjainen GW-ilmaisin.
LISA on kolmen avaruusaluksen tähdistö, jotka muodostavat tarkan tasasivuisen kolmion avaruudessa. Kolmion kummankin sivun pituus on 2.5 miljoonaa kilometriä. Tämä muodostelma (kolmesta avaruusaluksesta) tulee kiertorata Aurinko Maan perässä kulkevassa heliosentrisessä kiertorata 50–65 miljoonan kilometrin etäisyydellä Maasta, samalla kun keskimääräinen avaruusalusten välinen etäisyys on 2.5 miljoonaa kilometriä. Tämä avaruuteen perustuva konfiguraatio tekee LISAsta erittäin suuren ilmaisimen matalien taajuuksien tutkimiseen gravitaation aallot että maassa olevat ilmaisimet eivät voi.
GW:iden havaitsemiseen LISA käyttää testimassapareja (kiinteitä kulta-platinakuutioita), jotka kelluvat vapaasti erityisissä kammioissa kunkin avaruusaluksen sydämessä. gravitaatio aaltoilu tekee erittäin pieniä muutoksia avaruusaluksissa testimassojen välisiin etäisyyksiin, jotka mitataan laserinterferometrian avulla. Kuten LISA Pathfinder -tehtävä osoitti, tämä tekniikka pystyy mittaamaan muutoksia etäisyyksissä muutamaan millimetrin miljardisosaan.
LISA havaitsee GW:t, jotka johtuvat supermassiivien yhdistämisestä mustat aukot galaksien keskellä valaisee siis galaksien kehitystä. Tehtävän tulisi myös havaita ennustettu gravitaatio "soittaa" muodostui alkuhetkellä maailmankaikkeus ensimmäisinä sekunneina alkuräjähdyksen jälkeen.
***
Viitteet:
- ESA. Uutiset - Avaruuden värähtelyn vangitseminen: LISA pääsee eteenpäin. Julkaistu 25. tammikuuta 2024. Saatavilla osoitteessa https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- NASA. LISA. Saatavilla https://lisa.nasa.gov/
- Pau Amaro-Seoane et ai. 2017. Laserinterferometri Tila Antenni. Preprint arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- Baker et ai. 2019. Laserinterferometri Tila Antenni: Millihertsin gravitaatioaaltotaivaan paljastaminen. Preprint arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
