ESA ir apstiprinājusi Kosmosa gravitācijas viļņu observatorijas LISA būvniecību

Eiropas Kosmosa aģentūra un NASA deva zaļo gaismu Lāzerinterferometra kosmosa antenas (LISA) projektam – milzu kosmiskā gravitācijas viļņu detektoram, kas paredzēts pulsāciju noteikšanai laiktelpā, ko izraisa milzīgu melno caurumu sadursme galaktiku centros ar citiem masīviem objektiem.

Detektors sastāvēs no trim kosmosa kuģiem, kas peld 2,5 miljonu kilometru attālumā viens no otra, veidojot lāzera gaismas trīsstūri, kas spēs noteikt izkropļojumus kosmosā, ko izraisa vardarbīgas visumu satricinošas neitronu zvaigžņu un melno caurumu sadursmes.

Interferometrs darbojas pēc tādiem pašiem principiem kā esošais uz zemes bāzētais LIGO (lāzera interferometriskās gravitācijas viļņu observatorijas) eksperiments, kurā gravitācijas viļņi pirmo reizi tika atklāti 2015. gadā. Taču LISA mērogošana līdz pat miljonam reižu ļaus tai atklāt zemākas frekvences gravitācijas viļņus, atklājot kosmiskās katastrofas, kas pašlaik nav LIGO sasniedzamas.

"Izmantojot lāzera starus vairāku kilometru attālumā, uz zemes esošie instrumenti var noteikt gravitācijas viļņus, kas rodas no notikumiem, kas saistīti ar zvaigžņu izmēra objektiem, piemēram, supernovu sprādzieniem vai superblīvu zvaigžņu un zvaigžņu masas melno caurumu saplūšanu. Lai pārspētu gravitācijas pētījumu robežas, mums ir jādodas kosmosā," sacīja LISA vadošā zinātniece Nora Lützgendorfa. "Pateicoties milzīgajam attālumam, kas tika veikts lidojuma laikā, mēs varējām pārkāpt gravitācijas robežas. "Pateicoties milzīgajam attālumam, ko veic LISA lāzera signāli, un tā instrumentu ievērojamajai stabilitātei, mēs zondēsim gravitācijas viļņus zemākās frekvencēs nekā iespējams uz Zemes, atklājot notikumus citā mērogā, līdz pat laika rītausmai."

Gravitācijas viļņi ir triecienviļņi, kas rodas telpā-laikā, kad saduras divi ārkārtīgi blīvi objekti, piemēram, neitronu zvaigznes vai melnie caurumi.

LIGO detektors nosaka gravitācijas viļņus, uztverot niecīgos izkropļojumus telpas laika audumā, ko šie viļņi rada, ejot cauri Zemei. L-veida detektoram ir divas rokas ar diviem identiskiem lāzera stariem, katrs 4 km garumā.

Kad gravitācijas vilnis sasniedz mūsu kosmiskos krastus, lāzers vienā LIGO detektora rokā saraujas un izplešas otrā, brīdinot zinātniekus par viļņa klātbūtni. Taču šī kropļojuma niecīgais mērogs (bieži vien dažu tūkstošdaļu protona vai neitrona izmērs) nozīmē, ka detektoriem ir jābūt neticami jutīgiem – un jo ilgāk šie detektori ir, jo jutīgāki tie kļūst.

Trīs LISA kosmosa kuģu zvaigznājā, ko paredzēts būvēt 2025. gadā, būs trīs Rubika kuba izmēra zelta-platīna kubi, kas raidīs lāzera starus viens otra teleskopos miljoniem kilometru attālumā.

Kamēr pavadoņi seko Zemei tās orbītā ap Sauli, LISA reģistrēs visus nelielus traucējumus ceļa garumā starp tiem un nosūtīs atpakaļ zinātniekiem. Pēc tam pētnieki varēs izmantot precīzas izmaiņas katrā starā, lai veiktu triangulāciju, lai noteiktu, no kurienes nāk gravitācijas traucējumi, un novirzīt uz tiem optiskos teleskopus turpmākai izpētei.

Tā kā gravitācijas pulsācijas tiek ģenerētas pat pirms supermasīvu astronomisku objektu sadursmes, LISA sniegs zinātniekiem agrīnu brīdinājumu vairākus mēnešus, pirms sadursme kļūs redzama optiskajos teleskopos.

Detektora bezprecedenta jutība nodrošinās arī logu uz vājākajām pulsācijām, ko rada kosmiskās rītausmas notikumi – asiņainās Lielā sprādziena sekas – un atbildēs uz dažiem kosmoloģijas lielākajiem un aktuālākajiem jautājumiem.

Teleskops, kas izveidots, sadarbojoties ESA, NASA un starptautiskajiem zinātniekiem, tiks pacelts debesīs uz raķetes Ariane 3 2035. gadā.

Lasi arī:

• Hasels un ESA ir parādījuši novatorisku bāzes koncepciju Mēness virsmai
• ESA nesējraķete Ariane 6 ir izturējusi kritisko dzinēja pārbaudi