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Misión LISA: el detector de ondas gravitacionales espacial obtiene el visto bueno de la ESA 

La misión de la Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA) ha recibido el visto bueno de la Agencia Espacial Europea (ESA). Esto allana el camino para el desarrollo de instrumentos y naves espaciales a partir de enero de 2025. La misión está dirigida por la ESA y es el resultado de la colaboración entre la ESA, las agencias espaciales de sus Estados miembros, la NASA y un consorcio internacional de científicos.   

LISA, cuyo lanzamiento está previsto para 2035, será el primer observatorio de ondas gravitacionales basado en el espacio dedicado a la detección y el estudio de ondas de milihercios causadas por distorsiones en la estructura del espacio-tiempo (ondas gravitacionales) en todo el universo.  

A diferencia de los detectores de ondas gravitacionales terrestres (LIGO, VIRGO, KAGRA y LIGO India) que detectan ondas gravitacionales en un rango de frecuencia de 10 Hz a 1000 Hz, LISA estará diseñado para detectar ondas gravitacionales de longitudes de onda mucho más largas en el rango de baja frecuencia entre 0.1 mHz y 1 Hz.  

Frecuencia ultrabaja (10-9-10-8 Hz) las ondas gravitacionales (GW) con longitudes de onda de semanas a años provenientes de agujeros negros binarios supermasivos se pueden detectar utilizando sistemas terrestres. Pulsar Timing Arrays (PTA)). Sin embargo, las ondas gravitacionales (GW) de baja frecuencia con una frecuencia entre 0.1 mHz y 1 Hz no pueden ser detectadas por LIGO ni por Pulsar Timing Arrays (PTA): la longitud de onda de estos GW es demasiado larga para LIGO y demasiado corta para que las detecten los PTA. De ahí la necesidad de un detector GW basado en el espacio.  

LISA será una constelación de tres naves espaciales en una precisa formación de triángulo equilátero en el espacio. Cada lado del triángulo tendrá 2.5 millones de kilómetros de largo. Esta formación (de las tres naves espaciales) orbitará el Sol en una órbita heliocéntrica siguiendo a la Tierra entre 50 y 65 millones de kilómetros de la Tierra, manteniendo una distancia media de separación entre naves espaciales de 2.5 millones de kilómetros. Esta configuración espacial convierte a LISA en un detector extremadamente grande para estudiar ondas gravitacionales de baja frecuencia que los detectores terrestres no pueden.  

Para la detección de GW, LISA utilizará pares de masas de prueba (cubos macizos de oro y platino) que flotan libremente en cámaras especiales situadas en el corazón de cada nave espacial. Las ondas gravitacionales provocarán cambios extremadamente pequeños en las distancias entre las masas de prueba en las naves espaciales que se medirán mediante interferometría láser. Como demostró la misión LISA Pathfinder, esta tecnología es capaz de medir cambios en distancias de unas pocas milmillonésimas de milímetro. 

LISA detectará los GW causados ​​por la fusión de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias y, por lo tanto, arrojará luz sobre la evolución de las galaxias. La misión también debería detectar la gravedad gravitacional prevista. 'El sonar' Se formó en los momentos iniciales del universo en los primeros segundos después del Big Bang.  

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Referencias:  

  1. ESA. Noticias -Capturando las ondas del espacio-tiempo: LISA obtiene el visto bueno. Publicado el 25 de enero de 2024. Disponible en https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead 
  1. NASA. LISA. Disponible en https://lisa.nasa.gov/ 
  1. Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Antena espacial con interferómetro láser. Preimpresión arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786  
  1. Panadero y col. 2019. La antena espacial del interferómetro láser: revelando el cielo de ondas gravitacionales de milihercios. Preimpresión arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482 

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Philippe Jetzer, Universidad de Zurich

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Resolviendo los mayores misterios del universo – con Gianfranco Bertone


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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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