ESA схвалило будівництво космічної гравітаційно-хвильової обсерваторії LISA

Європейське космічне агентство та NASA дали зелене світло проєкту “Космічна антена лазерного інтерферометра” (LISA) – гігантського космічного детектора гравітаційних хвиль, призначеного для виявлення пульсацій у просторі-часі, спричинених зіткненням величезних чорних дір у центрах галактик з іншими масивними об’єктами.

Детектор складатиметься з трьох космічних апаратів, що плаватимуть на відстані 2,5 млн км один від одного, утворюючи трикутник лазерного світла, який зможе виявити викривлення в просторі, спричинені розбурханими зіткненнями нейтронних зірок і чорних дір, що руйнують всесвіт.

Інтерферометр працює за тими ж принципами, що й існуючий наземний експеримент LIGO (Лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія), який вперше виявив гравітаційні хвилі у 2015 році. Але збільшення масштабу LISA в мільйон разів дозволить йому виявляти гравітаційні хвилі нижчої частоти, відкриваючи космічні катастрофи, які наразі недоступні для LIGO.

“Використовуючи лазерні промені на відстані в кілька кілометрів, наземні прилади можуть виявляти гравітаційні хвилі, що походять від подій за участю об’єктів зоряного розміру – таких як вибухи наднових або злиття надщільних зірок і чорних дір зоряної маси. Щоб розширити межі гравітаційних досліджень, ми повинні відправитися в космос”, – сказала Нора Лютцгендорф, провідний науковий співробітник проєкту LISA, – “Завдяки величезній відстані, пройденій під час польоту, ми змогли розширити межі гравітації. “Завдяки величезній відстані, яку долають лазерні сигнали на LISA, і чудовій стабільності його приладів, ми досліджуватимемо гравітаційні хвилі нижчих частот, ніж це можливо на Землі, відкриваючи події іншого масштабу, аж до світанку часів”.

Гравітаційні хвилі – це ударні хвилі, що виникають у просторі-часі при зіткненні двох надзвичайно щільних об’єктів – таких як нейтронні зірки або чорні діри.

Детектор LIGO виявляє гравітаційні хвилі, вловлюючи крихітні викривлення в тканині простору-часу, які ці хвилі створюють, проходячи крізь Землю. L-подібний детектор має два плечі з двома однаковими лазерними променями всередині, кожен довжиною 4 км.

Коли гравітаційна хвиля набігає на наші космічні береги, лазер в одному плечі детектора LIGO стискається, а в іншому – розширюється, сповіщаючи вчених про присутність хвилі. Але крихітний масштаб цього викривлення (часто розміром у кілька тисячних часток протона чи нейтрона) означає, що детектори мають бути неймовірно чутливими – і чим довші ці детектори, тим чутливішими вони стають.

Сузір’я з трьох космічних апаратів LISA, будівництво яких розпочнеться у 2025 році, міститиме три золото-платинові кубики розміром з кубик Рубіка, що стрілятимуть лазерними променями в телескопи один одного за мільйони кілометрів.

Оскільки супутники слідують за Землею на її орбіті навколо Сонця, будь-які незначні порушення довжини шляху між ними будуть зареєстровані LISA і надіслані назад вченим. Потім дослідники зможуть використовувати точні зміни в кожному промені для тріангуляції, щоб визначити, звідки походять гравітаційні збурення, і спрямувати на них оптичні телескопи для подальшого дослідження.

Оскільки гравітаційні пульсації генеруються ще до зіткнення надважких астрономічних об’єктів, LISA дасть вченим завчасне попередження за кілька місяців до того, як зіткнення стане видимим для оптичних телескопів.

Безпрецедентна чутливість детектора також відкриє вікно в найслабші пульсації, що виникають внаслідок подій в епоху космічного світанку – кривавих наслідків Великого вибуху – і дасть відповідь на деякі з найбільших і найактуальніших питань космології.

Телескоп, створений в рамках співпраці між ESA, NASA та міжнародними вченими, буде піднято в небо на борту ракети Ariane 3 у 2035 році.

Читайте також:

• Hassell та ESA показали новаторський концепт бази для поверхні Місяця
• Ракета-носій ESA Ariane 6 пройшла критично важливе випробування двигуна