ЄКА продовжить роботу з детектором гравітаційних хвиль LISA

25 січня 2024 року Комітет з наукової програми Європейської космічної агенції (ЄКА) дав добро на запуск проєкту «Космічна антена лазерного інтерферометра», або LISA. Це означатиме, що будівництво трьох космічних кораблів місії може розпочатися вже через рік. По це пише Arstechnica.

Хоча інтерферометр дотримувався тих самих основних принципів, що й наземний експеримент LIGO (лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія), який вперше виявив гравітаційні хвилі, апаратне забезпечення розташують за 2,5 млн км одне від одного, що зробить його чутливим до нового діапазону астрономічних явищ.

Перевірена техніка

Наявні детектори гравітаційних хвиль покладаються на лазери, що відбиваються між далекими дзеркалами, перш ніж рекомбінувати їх для створення інтерференційної картини. Усе, що змінює положення дзеркал — від гуркоту великої вантажівки до проходження гравітаційних хвиль, змінить картину перешкод. Наявність детекторів у віддалених місцях допомагає усунути випадки локального шуму, дозволяючи виявляти астрономічні події.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Детектори, які створили на Землі, успішно вловлювали гравітаційні хвилі, що виникають внаслідок злиття компактних об’єктів, як-от нейтронні зірки та чорні діри. Але їх відносно компактний розмір означає, що вони можуть вловлювати лише високочастотні гравітаційні хвилі, які виробляються лише в останні кілька секунд перед злиттям.

Щоб зафіксувати більший проміжок процесу, потрібно виявити низькочастотні гравітаційні хвилі. А це набагато більша відстань між дзеркалами інтерферометра та втеча від сейсмічного шуму Землі. Це означає політ у космос.

Конструкція LISA складається із зовнішньої оболонки космічного корабля, яка поглинає вплив пилу та космічних променів, які пронизують Сонячну систему, і забезпечує потужність лазера, достатнього для досягнення 2,5 млн км. У ньому також буде розміщений

для фокусування вхідного лазерного світла, яке поширюватиметься від його звичайного вузького променя на ці відстані. Всередині вільно плаває маса, яка, ізольована від решти Всесвіту, повинна забезпечувати стабільну платформу для сприйняття будь-яких змін у лазері. Три космічні кораблі слідують за Землею по її орбіті навколо Сонця, кожен посилаючи лазери на два інші у трикутній конфігурації.

Стає надмасовим

Щойно LISA потрапить у космос, він повинен негайно помітити загрозливі зіткнення, які привели до виявлення LIGO. Але він помітить їх на цілий рік вперед і дозволить нам відстежити, де торкаються горизонти подій. Це дозволить відслідковувати фізику їх взаємодії з часом і потенційно спрямовувати оптичні телескопи у правильному напрямку перед зіткненнями, щоб ми могли визначити, чи створює якась із цих подій випромінювання.

Мабуть, найцікавішою перспективою є те, що LISA зможе вловити ранні гравітаційні коливання, які утворилися одразу після Великого вибуху. Це може дати новий погляд на найдавнішу історію Всесвіту, який повністю не залежить від космічного мікрохвильового фону.

Дата запуску запланована не раніше 2034 року.