ESA har godkjent byggingen av Space Gravitational-Wave Observatory LISA

European Space Agency og NASA ga grønt lys til Laser Interferometer Space Antenna (LISA)-prosjektet - en gigantisk kosmisk gravitasjonsbølgedetektor designet for å oppdage pulsasjoner i rom-tid forårsaket av kollisjonen av enorme sorte hull i sentrum av galakser med andre massive objekter.

Detektoren vil bestå av tre romfartøyer som flyter 2,5 millioner kilometer fra hverandre, og danner en trekant av laserlys som vil kunne oppdage forvrengninger i rommet forårsaket av voldsomme univers-knusende kollisjoner av nøytronstjerner og sorte hull.

Interferometeret fungerer etter de samme prinsippene som det eksisterende bakkebaserte LIGO-eksperimentet (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), som først oppdaget gravitasjonsbølger i 2015. Men å skalere LISA opp til en million ganger vil tillate den å oppdage gravitasjonsbølger med lavere frekvens, og avsløre kosmiske katastrofer for øyeblikket utenfor LIGOs rekkevidde.

"Ved å bruke laserstråler på flere kilometers avstand kan bakkebaserte instrumenter oppdage gravitasjonsbølger som stammer fra hendelser som involverer stjerneobjekter - som supernovaeksplosjoner eller sammenslåinger av supertette stjerner og sorte hull med stjernemasse. For å flytte grensene for gravitasjonsforskning, må vi gå ut i verdensrommet," sa Nora Lützgendorf, LISAs ledende vitenskapsmann. "Takket være den enorme avstanden tilbakelagt under flyturen, klarte vi å presse grensene for tyngdekraften. "Takket være den enorme avstanden som LISAs lasersignaler har tilbakelagt og den bemerkelsesverdige stabiliteten til instrumentene, vil vi undersøke gravitasjonsbølger ved lavere frekvenser enn mulig på jorden, og avsløre hendelser i en annen skala, frem til tidenes morgen."

Gravitasjonsbølger er sjokkbølger som oppstår i rom-tid når to ekstremt tette objekter kolliderer, for eksempel nøytronstjerner eller sorte hull.

LIGO-detektoren oppdager gravitasjonsbølger ved å fange opp de små forvrengningene i romtidens struktur som disse bølgene skaper når de passerer gjennom jorden. Den L-formede detektoren har to armer med to identiske laserstråler inni, hver 4 km lang.

Når en gravitasjonsbølge treffer våre kosmiske kyster, trekker en laser i den ene armen av LIGO-detektoren seg sammen og utvider seg i den andre, og varsler forskerne om bølgens tilstedeværelse. Men den lille skalaen til denne forvrengningen (ofte noen få tusendeler av et proton eller nøytron i størrelse) betyr at detektorene må være utrolig følsomme – og jo lengre disse detektorene er, jo mer følsomme blir de.

Konstellasjonen av tre LISA-romfartøyer, som skal bygges i 2025, vil inneholde tre Rubiks terninger i gull-platina-størrelse som vil skyte laserstråler mot hverandres teleskoper millioner av kilometer unna.

Når satellittene følger Jorden i dens bane rundt Solen, vil eventuelle små forstyrrelser i banelengden mellom dem bli registrert av LISA og sendt tilbake til forskerne. Forskere vil da kunne bruke de nøyaktige endringene i hver stråle til å triangulere for å finne ut hvor gravitasjonsforstyrrelsene kommer fra og peke optiske teleskoper mot dem for videre studier.

Fordi gravitasjonspulsasjoner genereres selv før supermassive astronomiske objekter kolliderer, vil LISA gi forskerne en tidlig advarsel flere måneder før kollisjonen blir synlig for optiske teleskoper.

Detektorens enestående følsomhet vil også gi et vindu inn i de svakeste pulseringer som følge av kosmiske morgengry-hendelser – de blodige kjølvannene av Big Bang – og svare på noen av kosmologiens største og mest presserende spørsmål.

Teleskopet, laget som en del av et samarbeid mellom ESA, NASA og internasjonale forskere, vil bli løftet til himmelen ombord på Ariane 3-raketten i 2035.

Les også:

• Hassell og ESA har vist et innovativt basiskonsept for måneoverflaten
• ESAs Ariane 6 bærerakett har bestått en kritisk motortest