เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ช่องว่าง ภารกิจเสาอากาศ (LISA) ได้รับการก้าวไปข้างหน้าของยุโรป ช่องว่าง หน่วยงาน (ESA) นี่เป็นการปูทางไปสู่การพัฒนาเครื่องมือและยานอวกาศเริ่มตั้งแต่เดือนมกราคม พ.ศ. 2025 ภารกิจนี้นำโดย ESA และเป็นผลมาจากความร่วมมือระหว่าง ESA ประเทศสมาชิก ช่องว่าง หน่วยงาน นาซาและสมาคมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ
มีกำหนดเปิดตัวในปี 2035 LISA จะเป็นแห่งแรก ช่องว่างตาม คลื่นความโน้มถ่วง หอดูดาวที่อุทิศให้กับการตรวจจับและศึกษาระลอกคลื่นมิลลิเฮิรตซ์ที่เกิดจากการบิดเบือนในโครงสร้างของ ช่องว่าง-เวลา (คลื่นโน้มถ่วง) ฝั่งตรงข้าม จักรวาล.
ต่างจากภาคพื้นดิน คลื่นความโน้มถ่วง เครื่องตรวจจับ (LIGO, VIRGO, KAGRA และ LIGO India) ซึ่งตรวจจับได้ คลื่นโน้มถ่วง ในช่วงความถี่ 10 Hz ถึง 1000 Hz LISA จะได้รับการออกแบบให้ตรวจจับ คลื่นโน้มถ่วง ที่มีความยาวคลื่นนานกว่ามากในช่วงความถี่ต่ำระหว่าง 0.1 mHz ถึง 1 Hz
ความถี่ต่ำพิเศษ (10-9-10-8 เฮิร์ตซ์) คลื่นโน้มถ่วง (GWs) ที่มีความยาวคลื่นจากสัปดาห์ถึงปีจากไบนารี่มวลมหาศาล หลุมดำ สามารถตรวจจับได้โดยใช้ภาคพื้นดิน อาร์เรย์ไทม์มิ่งพัลซาร์ (PTA))- แต่ความถี่ต่ำ คลื่นโน้มถ่วง (GW) ที่มีความถี่ระหว่าง 0.1 mHz ถึง 1 Hz ไม่สามารถตรวจพบโดย LIGO หรือ Pulsar Timing Arrays (PTA) ได้ เนื่องจากความยาวคลื่นของ GW เหล่านี้ยาวเกินไปสำหรับ LIGO และสั้นเกินกว่าที่ PTA จะตรวจจับได้ จึงมีความจำเป็นในการ ช่องว่าง- เครื่องตรวจจับ GW
LISA จะเป็นกลุ่มดาวยานอวกาศ 2.5 ลำที่ก่อตัวเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าที่แม่นยำในอวกาศ ด้านละด้านของสามเหลี่ยมจะมีความยาว XNUMX ล้านกิโลเมตร การก่อตัวนี้ (จากยานอวกาศทั้งสามลำ) จะ วงโคจร ดวงอาทิตย์อยู่ในเฮลิโอเซนตริกตามโลก วงโคจร ห่างจากโลกระหว่าง 50 ถึง 65 ล้านกิโลเมตร ในขณะที่ยังคงรักษาระยะห่างระหว่างยานอวกาศเฉลี่ยอยู่ที่ 2.5 ล้านกิโลเมตร การกำหนดค่าตามพื้นที่นี้ทำให้ LISA เป็นเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่มากในการศึกษาความถี่ต่ำ คลื่นโน้มถ่วง ซึ่งเครื่องตรวจจับภาคพื้นดินไม่สามารถทำได้
สำหรับการตรวจจับ GW LISA จะใช้มวลทดสอบคู่ (ก้อนทองคำขาวแข็ง) ที่ลอยอย่างอิสระในห้องพิเศษที่เป็นหัวใจของยานอวกาศแต่ละลำ แรงโน้มถ่วง ระลอกคลื่นจะทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยมากในระยะห่างระหว่างมวลทดสอบในยานอวกาศซึ่งจะวัดผ่านเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมท ตามที่แสดงให้เห็นในภารกิจ LISA Pathfinder เทคโนโลยีนี้สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงในระยะทางถึงหนึ่งในพันล้านของมิลลิเมตร
LISA จะตรวจจับ GW ที่เกิดจากการรวมตัวกันของมวลมหาศาล หลุมดำ ที่ใจกลางกาแล็กซีต่างๆ จะทำให้เห็นถึงวิวัฒนาการของกาแล็กซีต่างๆ ได้ ภารกิจควรตรวจจับความโน้มถ่วงที่คาดการณ์ไว้ด้วย 'กริ่ง' เกิดขึ้นในช่วงเวลาเริ่มต้นของ จักรวาล ในวินาทีแรกหลังบิ๊กแบง
***
อ้างอิง:
- อีเอสเอ. ข่าว -จับภาพระลอกคลื่นแห่งกาลอวกาศ: ลิซ่าก้าวไปข้างหน้า โพสต์เมื่อวันที่ 25 มกราคม 2024 มีจำหน่ายที่ https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- นาซ่า ลิซ่า. สามารถดูได้ที่ https://lisa.nasa.gov/
- เพา อามาโร-เซียน และคณะ 2017. เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ช่องว่าง เสาอากาศ. พิมพ์ล่วงหน้า arXiv ดอย: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- เบเกอร์และคณะ 2019. เลเซอร์อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์ ช่องว่าง เสาอากาศ: เปิดตัวท้องฟ้าคลื่นความโน้มถ่วงมิลลิเฮิร์ตซ์ พิมพ์ล่วงหน้า arXiv ดอย: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
