ЕКА и НАСА создадут гравитационный телескоп LISA

Европейское космическое агентство и НАСА дали зеленый свет проекту лазерной интерферометрической космической антенны (LISA) — гигантского космического детектора гравитационных волн, предназначенного для обнаружения пульсаций в пространстве-времени, возникающих, когда огромные черные дыры в центрах галактик сталкиваются с другими массивными объектами.

Детектор будет состоять из трех космических кораблей, плавающих на расстоянии 12,5 миллиона километров друг от друга, образуя треугольник лазерного света, который сможет обнаруживать искажения в космосе, вызванные сотрясающими Вселенную ударами нейтронных звезд и черных дыр.

Интерферометр следует тем же принципам, что и существующий наземный эксперимент LIGO (Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория), который впервые обнаружил гравитационные волны в 2015 году. Но увеличение масштаба LISA в миллион раз позволит ей обнаруживать низкочастотные гравитационные волны, раскрывая космические катастрофы, недоступные в настоящее время для LIGO.

«Благодаря огромному расстоянию, которое проходят лазерные сигналы на LISA, мы будем исследовать гравитационные волны более низких частот, чем это возможно на Земле, обнаруживая события другого масштаба, вплоть до рассвета времени", - говорит Нора Лютцгендорф, ведущий научный сотрудник проекта LISA.

Гравитационные волны — это ударные волны, возникающие в пространстве-времени при столкновении двух чрезвычайно плотных объектов, таких как нейтронные звезды или черные дыры.

Детектор LIGO обнаруживает гравитационные волны, улавливая крошечные искажения в ткани пространства-времени, которые эти волны создают, проходя через Землю. L-образный детектор имеет два плеча с двумя одинаковыми лазерными лучами внутри, каждый длиной 4 километра.

Когда гравитационная волна достигает наших космических берегов, лазер в одном плече детектора LIGO сжимается, а в другом расширяется, предупреждая ученых о присутствии волны. Но крошечный масштаб этого искажения (часто размером в несколько тысячных долей протона или нейтрона) означает, что детекторы должны быть невероятно чувствительными — и чем длиннее эти детекторы, тем более чувствительными они становятся.

В созвездии LISA из трех космических кораблей, строительство которого начнется в 2025 году, будут размещены три золото-платиновых кубика размером с кубик Рубика, стреляющие лазерными лучами в телескопы друг друга, находящиеся на расстоянии миллионов километров.

Поскольку спутники следуют за Землей по ее орбите вокруг Солнца, любые незначительные отклонения в длине пути между ними будут регистрироваться LISA и отправляться обратно ученым. Затем исследователи смогут использовать точные изменения в каждом луче для триангуляции источников гравитационных возмущений, направив на них оптические телескопы для дальнейшего исследования.

А поскольку гравитационная рябь генерируется еще до соприкосновения сверхтяжелых астрономических объектов, LISA предоставит ученым несколько месяцев предварительного времени, прежде чем столкновение будет видно оптическим телескопам.

Беспрецедентная чувствительность детектора также откроет окно к некоторым из самых слабых пульсаций, возникших в эпоху космического рассвета — последствий Большого взрыва — и исследует некоторые из самых больших и наиболее актуальных вопросов космологии . 

Телескоп, созданный в рамках сотрудничества ЕКА, НАСА и международных ученых, будет поднят на небо на борту ракеты «Ариан-3» в 2035 году.