La agencia europea del espacio da luz verde a la misión espacial para la detección de ondas gravitacionales.
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La Agencia Espacial Europea (ESA) aprobó el pasado 25 de enero el inicio de la construcción de su misión espacial de ondas gravitacionales LISA. El trabajo comenzará en enero de 2025 una vez que se haya elegido un socio de la industria para construir la misión. Se espera que LISA coste 1500 millones de euros y que se lance en 2035 a bordo de un cohete Ariane 6. Se le espera una vida útil de al menos cuatro años.
Como todos sabemos, las ondas gravitacionales fueron detectadas por primera vez en 2016 gracias a los interferómetros láser de LIGO. Pero estos instrumentos no pueden detectar este tipo de ondas si estas tienen una longitud de onda muy grande, que es la que se espera que tengan ciertos fenómenos, como los relacionados con la coalescencia de agujeros negros supermasivos. En el lenguaje de las frecuencias, LIGO opera en la gama de frecuencias que van de pocos Hz a 1 KHz. La ecuación que relaciona frecuencias y longitud de onda es f=c/λ.
LISA no es sólo una nave espacial sino una constelación de tres, es un observatorio basado también en interferometría láser que comprende tres satélites idénticos que se intercambias rayos láser. Se colocarán en un triángulo equilátero en el espacio, cada lado del triángulo tendrá 2,5 millones de kilómetros, más de seis veces la distancia entre la Tierra y la Luna.
Las tres naves se enviarán rayos láser entre sí a través de cubos dorados que flotan libremente dentro de la nave. El sistema podrá medir cambios en la separación entre los cubos del orden del tamaño de un átomo de helio, lo que indicaría la presencia de una onda gravitacional. La misión debe diseñarse de manera que nada, excepto la propia geometría del espacio-tiempo, afecte el movimiento de esas masas en caída libre (cualquier objeto orbitante está en caída libre).
LISA podrá detectar ondas gravitacionales cuya frecuencia vaya de 10-4 a 10-1 Hz. Es la enorme distancia entre los vértices del sistema lo que permite detectar grandes longitudes de onda y, por tanto, esas frecuencias tan bajas.
Este proyecto se asienta en los datos recolectados por la misión LISA Pathfinder que se lanzó en 2015 en una misión de dos años para probar que era técnicamente posible una misión como LISA. En abril de 2016, la ESA anunció que LISA Pathfinder demostró que la misión LISA era factible.
Se espera que LISA pueda detectar ondas gravitacionales provenientes de eventos que involucran objetos del tamaño de estrellas, como explosiones de supernovas o fusiones de estrellas muy densas y agujeros negros de masa estelar. En nuestra propia galaxia, LISA detectará muchos pares de objetos compactos fusionándose, como enanas blancas o estrellas de neutrones.
LISA también detectará las ondas gravitacionales provocadas cuando colisionan enormes agujeros negros en los centros de las galaxias. Esto permitirá a los científicos rastrear el origen de estos objetos y tratar de deducir cómo crecen hasta alcanzar millones de veces más masa que el Sol. De este modo, se prestará una gran ayuda a la tarea de establecer el papel que desempeñan en la evolución de las galaxias.
La misión está incluso preparada para capturar las ondas gravitacionales generadas en los momentos iniciales de nuestro Universo y ofrecer una visión directa de los primeros segundos después del Big Bang.
Todo ello quizás ayude a los investigadores a medir el cambio en la expansión del Universo con un tipo de criterio diferente a los habituales.
En definitiva, se abrirá una nueva ventana al Universo para poder estudiarlo. Una vez más, será el Cosmos observándose a sí mismo, esta vez con un ojo de 2,5 millones de kilómetros.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]