ESA telah menyetujui pembangunan LISA Observatorium Gelombang Gravitasi Luar Angkasa

Badan Antariksa Eropa dan NASA memberi lampu hijau pada proyek Laser Interferometer Space Antenna (LISA) - detektor gelombang gravitasi kosmik raksasa yang dirancang untuk mendeteksi denyut dalam ruang-waktu yang disebabkan oleh tumbukan lubang hitam besar di pusat galaksi dengan benda masif lainnya.

Detektor tersebut akan terdiri dari tiga pesawat ruang angkasa yang terpisah sejauh 2,5 juta km, membentuk segitiga sinar laser yang akan mampu mendeteksi distorsi di ruang angkasa yang disebabkan oleh tabrakan dahsyat antara bintang neutron dan lubang hitam yang menghancurkan alam semesta.

Interferometer bekerja dengan prinsip yang sama dengan eksperimen LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory) berbasis darat, yang pertama kali mendeteksi gelombang gravitasi pada tahun 2015. Namun penskalaan LISA hingga satu juta kali akan memungkinkannya mendeteksi gelombang gravitasi berfrekuensi rendah, sehingga mengungkap bencana kosmik yang saat ini berada di luar jangkauan LIGO.

“Dengan menggunakan sinar laser pada jarak beberapa kilometer, instrumen berbasis darat dapat mendeteksi gelombang gravitasi yang berasal dari peristiwa yang melibatkan objek berukuran bintang – seperti ledakan supernova atau penggabungan bintang superpadat dan lubang hitam bermassa bintang. Untuk mendorong batas-batas penelitian gravitasi, kita harus pergi ke luar angkasa,” kata Nora Lützgendorf, ilmuwan utama LISA. “Berkat jarak yang sangat jauh yang ditempuh selama penerbangan, kami mampu melampaui batas gravitasi. “Berkat jarak yang sangat jauh yang dijangkau oleh sinyal laser LISA dan stabilitas instrumennya yang luar biasa, kami akan menyelidiki gelombang gravitasi pada frekuensi yang lebih rendah daripada yang mungkin terjadi di Bumi, mengungkap peristiwa pada skala yang berbeda, hingga awal waktu.”

Gelombang gravitasi adalah gelombang kejut yang terjadi dalam ruang-waktu ketika dua benda yang sangat padat bertabrakan, seperti bintang neutron atau lubang hitam.

Detektor LIGO mendeteksi gelombang gravitasi dengan menangkap distorsi kecil pada struktur ruang-waktu yang dihasilkan gelombang ini saat melewati Bumi. Detektor berbentuk L ini memiliki dua lengan dengan dua sinar laser identik di dalamnya, masing-masing sepanjang 4 km.

Ketika gelombang gravitasi menghantam pantai kosmik kita, laser di salah satu lengan detektor LIGO berkontraksi dan mengembang di lengan lainnya, memperingatkan para ilmuwan akan keberadaan gelombang tersebut. Namun skala distorsi yang kecil ini (sering kali berukuran seperseribu proton atau neutron) berarti bahwa detektor harus sangat sensitif – dan semakin panjang detektor ini, semakin sensitif jadinya.

Konstelasi tiga pesawat ruang angkasa LISA, yang akan mulai dibangun pada tahun 2025, akan berisi tiga kubus emas-platinum seukuran kubus Rubik yang akan menembakkan sinar laser ke teleskop satu sama lain yang jaraknya jutaan kilometer.

Saat satelit mengikuti Bumi dalam orbitnya mengelilingi Matahari, setiap gangguan kecil pada panjang jalur di antara satelit tersebut akan dicatat oleh LISA dan dikirim kembali ke para ilmuwan. Para peneliti kemudian akan dapat menggunakan perubahan yang tepat pada setiap sinar untuk melakukan triangulasi guna menentukan dari mana gangguan gravitasi berasal dan mengarahkan teleskop optik ke arah gangguan tersebut untuk penyelidikan lebih lanjut.

Karena denyut gravitasi dihasilkan bahkan sebelum objek astronomi supermasif bertabrakan, LISA akan memberikan peringatan dini kepada para ilmuwan beberapa bulan sebelum tabrakan tersebut terlihat oleh teleskop optik.

Sensitivitas detektor yang belum pernah ada sebelumnya ini juga akan memberikan gambaran tentang denyut paling samar yang dihasilkan dari peristiwa fajar kosmik – akibat berdarah dari Big Bang – dan menjawab beberapa pertanyaan terbesar dan paling mendesak dalam kosmologi.

Teleskop, yang dibuat sebagai bagian dari kolaborasi antara ESA, NASA, dan ilmuwan internasional, akan diangkat ke langit dengan menggunakan roket Ariane 3 pada tahun 2035.

Baca juga:

• Hassell dan ESA telah menunjukkan konsep dasar inovatif untuk permukaan bulan
• Kendaraan peluncuran Ariane 6 milik ESA telah lulus uji mesin kritis