NASA’nın katkılarıyla ESA (Avrupa Uzay Ajansı) liderliğindeki LISA (Lazer İnterferometre Uzay Anteni) misyonu, aralarında bir milyon milden fazla mesafe bulunan ve üçgen şeklinde uçan üç uzay aracını kullanarak uzaydaki yerçekimi dalgalarını tespit edecek. Bu sanatçının konseptinde gösterilen, uydular arasında ateşlenen lazerler, yerçekimi dalgalarının göreceli mesafelerini nasıl değiştirdiğini ölçecek. Kredi bilgileri: AEI/MM/Exozet
ESA ve LISA arasında ortak bir misyon olan LISA NASAtespit etmeyi amaçlamaktadır yerçekimi dalgaları uzaydan, ileri teknoloji ve uluslararası işbirliği yoluyla evrene yeni bakış açıları sunuyor.
Yerçekimi dalgalarını tespit etmek için tasarlanan ilk uzay tabanlı gözlemevi, büyük bir incelemeden geçti ve uçuş donanımının inşasına devam edecek. 25 Ocak’ta ESA (Avrupa Uzay Ajansı), 2030’ların ortalarında piyasaya sürülmesi planlanan Lazer İnterferometre Uzay Anteni LISA’nın görev yelpazesine resmi olarak kabul edildiğini duyurdu. ESA, NASA’nın işbirliğine dayalı bir ortak olarak görev yaptığı misyona liderlik ediyor.
NASA’nın Rolü ve Misyon İşbirliği
“2015 yılında yer tabanlı LİGO Washington’daki NASA Genel Merkezi Astrofizik Bölümü Direktörü Mark Clampin, gözlemevinin penceresini, yerçekimi dalgalarına, uzay-zaman boyunca yayılan rahatsızlıklara, evrenimizin dokusuna açtı” dedi. “LISA bize panoramik bir görüntü sunacak ve hem galaksimizdeki hem de onun çok ötesindeki çok çeşitli kaynakları gözlemlememize olanak sağlayacak. Evrenin sırlarını keşfetmeye yönelik yeni yollar açmayı amaçlayan bu uluslararası çabanın bir parçası olmaktan gurur duyuyoruz.”
LISA misyonu, burada bir bilgisayar simülasyonunda görülen süper kütleli kara deliklerin birleşmesiyle üretilen yerçekimi dalgalarının gözlemlenmesini sağlayacak. Büyük galaksilerin çoğunda, Güneşimizin kütlesinin milyonlarca katı ağırlığa sahip merkezi kara delikler bulunur. Bu galaksiler çarpıştığında, sonunda kara delikleri de çarpışıyor. Katkıda bulunanlar: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi/Scott Noble; simülasyon verileri, d’Ascoli ve ark. 2018
NASA, bilim ve mühendislik desteğinin yanı sıra LISA’nın alet takımının birkaç temel bileşenini sağlayacak. NASA’nın katkıları arasında lazerler, teleskoplar ve elektromanyetik yüklerden kaynaklanan rahatsızlıkları azaltan cihazlar yer alıyor. LISA, uzayda milyonlarca mil boyunca yerçekimsel dalgaların neden olduğu mesafe değişikliklerini hassas bir şekilde ölçmek için bu ekipmanı kullanacak. ESA, uzay aracını sağlayacak ve misyonun geliştirilmesi ve işletilmesi sırasında uluslararası ekibi denetleyecek.
Yerçekimi Dalgaları: Kozmik Sırları Açığa Çıkarmak
Yerçekimi dalgaları, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi tarafından bir asırdan fazla bir süre önce tahmin edilmişti. Yörüngedeki bir çift kara delik gibi hızlanan kütleler tarafından üretilirler. Bu dalgalar yörünge enerjisini ortadan kaldırdığı için, nesneler arasındaki mesafe milyonlarca yıl içinde giderek küçülür ve sonunda birleşir.
Uzayın dokusundaki bu dalgalanmalar, ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi LIGO’nun iki kara deliğin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimsel dalgaları ölçtüğü 2015 yılına kadar fark edilmedi. Bu keşif, yerçekimi dalgalarının evreni yeni yollarla gözlemlemek için diğer kozmik “haberciler” (ışık ve parçacıklar) ile birlikte kullanılabildiği “çoklu mesajcı astronomisi” adı verilen yeni bir bilim alanını daha da ileri götürdü.
LIGO, diğer yer tabanlı tesislerin yanı sıra düzinelerce tesisi daha gözlemledi. Kara delik birleşmelerin yanı sıra nötron yıldızlarının birleşmeleri ve nötron yıldızı-kara delik sistemleri. Şu ana kadar kütleçekim dalgaları aracılığıyla tespit edilen kara delikler nispeten küçüktü; kütleleri Güneşimizin kütlesinin onlarca ila belki de yüz katı kadardı. Ancak bilim insanları, evrenin genç olduğu dönemde çok daha büyük kara deliklerin birleşmesinin yaygın olduğunu ve yalnızca uzay tabanlı bir gözlemevinin bunlardan gelen kütleçekim dalgalarına duyarlı olabileceğini düşünüyor.
LISA’nın Astronomiye Eşsiz Katkısı
NASA araştırma bilimcisi Ira Thorpe, “LISA, Dünya üzerindeki cihazların tespit edemediği düşük frekanslı yerçekimsel dalgaları algılamak için tasarlandı” dedi. Goddard Uzay Uçuş Merkezi Greenbelt, Maryland’de. “Bu kaynaklar, kendi galaksimizdeki onbinlerce küçük ikili sistemi ve evrenin erken dönemlerinde galaksilerin çarpışmasıyla birleşen devasa kara delikleri kapsıyor.”
Tüm gökyüzünün bu sentetik haritasını oluşturmak için galaksimizdeki kompakt ikili sistemlerin simüle edilmiş bir popülasyonundan gelen yerçekimi dalgaları kullanıldı. Bu tür sistemler, dar yörüngelerde beyaz cüceler, nötron yıldızları veya kara delikler içerir. Gerçek verileri kullanan buna benzer haritalar, LISA misyonunun önümüzdeki on yılda aktif hale gelmesiyle mümkün olacak. Samanyolu galaksimizin merkezi, tüm gökyüzünü kapsayan bu görüntünün merkezinde yer alıyor ve galaktik düzlem ortada uzanıyor. Daha parlak noktalar daha güçlü yerçekimsel sinyallere sahip kaynakları, daha açık renkler ise daha yüksek frekanslara sahip olanları gösterir. Daha büyük renkli yamalar, konumları daha az bilinen kaynakları gösterir. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
LISA, Dünya’yı Güneş etrafındaki yörüngesinde takip eden geniş bir üçgen oluşumunda uçan üç uzay aracından oluşacak. Üçgenin her kolu 1,6 milyon mil (2,5 milyon kilometre) uzanıyor. Uzay aracı yalnızca yerçekiminden etkilenen dahili test kütlelerini izleyecek. Aynı zamanda, aralıklarını helyum boyutundan daha küçük bir aralıkta ölçmek için sürekli olarak lazerleri ateşleyecekler. atom. Evrendeki kaynaklardan gelen yerçekimi dalgaları, üçgenin kollarının uzunluklarında salınımlar üretecek ve LISA bu değişiklikleri yakalayacak.
Teknolojik Yenilikler ve Gelecek Beklentileri
LISA’nın misyonunun merkezinde yer alan teknoloji, yerçekimi dalgalarını tespit etmek için gereken hassas kontrolü ve lazer ölçümlerini sergileyen ESA’nın LISA Pathfinder misyonu tarafından doğrulandı. Bu teknolojik dönüm noktası, LISA’nın evrenin daha önce erişilemeyen yönlerini keşfetmesinin önünü açıyor ve büyük gök cisimlerinin dinamikleri ve uzay-zamanın dokusu hakkında içgörüler sunuyor.