مقياس التداخل الليزري الفضاء حصلت مهمة الهوائي (LISA) على الضوء الأخضر للمهمة الأوروبية الفضاء وكالة (ESA). وهذا يمهد الطريق لتطوير الأدوات والمركبات الفضائية بدءًا من يناير 2025. وتقود وكالة الفضاء الأوروبية المهمة وهي نتيجة للتعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية والدولة الأعضاء فيها. الفضاء وكالات، وكالة ناسا، واتحاد دولي من العلماء.
ومن المقرر إطلاقه في عام 2035، وسيكون LISA هو الأول الفضاءومقرها موجة الجاذبية مرصد مخصص لكشف ودراسة تموجات المليهيرتز الناتجة عن التشوهات في نسيج الفضاء-وقت (موجات الجاذبية) عبر ال الكون.
على عكس الأرض موجة الجاذبية أجهزة الكشف (LIGO، VIRGO، KAGRA، وLIGO India) التي تكشف موجات الجاذبية في نطاق التردد من 10 هرتز إلى 1000 هرتز، سيتم تصميم LISA للكشف موجات الجاذبية ذات أطوال موجية أطول بكثير في نطاق التردد المنخفض بين 0.1 ميجاهرتز و1 هرتز.
تردد منخفض للغاية (10-9-10-8 هرتز) موجات الجاذبية (GWs) بأطوال موجية من أسابيع إلى سنوات من ثنائي فائق الكتلة الثقوب السوداء يمكن اكتشافها باستخدام الأرضية مصفوفات توقيت النجم النابض (PTAs). ومع ذلك، التردد المنخفض موجات الجاذبية لا يمكن اكتشاف (GWs) بتردد يتراوح بين 0.1 ميجاهرتز و1 هرتز بواسطة LIGO أو بواسطة مصفوفات توقيت النجم النابض (PTAs) – فالطول الموجي لهذه الجيجاواط طويل جدًا بحيث لا يمكن لـ LIGO وقصير جدًا بحيث لا يمكن لـ PTAs اكتشافه. ومن هنا جاءت الحاجة إلى الفضاءكاشف GW القائم.
سيكون LISA عبارة عن كوكبة من ثلاث مركبات فضائية في تشكيل مثلث متساوي الأضلاع في الفضاء. ويبلغ طول كل جانب من المثلث 2.5 مليون كيلومتر. هذا التشكيل (للمركبات الفضائية الثلاثة) سوف فلك الشمس في مركزية الشمس خلف الأرض فلك بين 50 و65 مليون كيلومتر من الأرض مع الحفاظ على مسافة فاصلة بين المركبات الفضائية تبلغ 2.5 مليون كيلومتر. هذا التكوين الفضائي يجعل LISA كاشفًا كبيرًا للغاية لدراسة الترددات المنخفضة موجات الجاذبية أن أجهزة الكشف الأرضية لا تستطيع ذلك.
للكشف عن GWs، ستستخدم LISA أزواجًا من كتل الاختبار (مكعبات الذهب والبلاتين الصلبة) تطفو بحرية في غرف خاصة في قلب كل مركبة فضائية. الجاذبية ستحدث التموجات تغييرات صغيرة للغاية في المسافات بين كتل الاختبار في المركبات الفضائية والتي سيتم قياسها من خلال قياس التداخل بالليزر. وكما أظهرت مهمة LISA Pathfinder، فإن هذه التكنولوجيا قادرة على قياس التغيرات في المسافات إلى بضعة أجزاء من المليار من المليمتر.
سوف تكتشف LISA الجيجاواط الناتجة عن اندماج الكتلة الفائقة الثقوب السوداء في وسط المجرات وبالتالي سوف يلقي الضوء على تطور المجرات. يجب أن تكتشف المهمة أيضًا الجاذبية المتوقعة 'رنين' تشكلت في اللحظات الأولى من الكون في الثواني الأولى بعد الانفجار الأعظم.
***
المراجع:
- وكالة الفضاء الأوروبية. الأخبار -التقاط تموجات الزمكان: تحصل ليزا على الضوء الأخضر. تم النشر في 25 يناير 2024. متاح على https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead
- ناسا. ليزا. متواجد في https://lisa.nasa.gov/
- باو أمارو سيوان وآخرون. 2017. مقياس التداخل بالليزر الفضاء هوائي. طباعة مسبقة arXiv. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786
- بيكر وآخرون. 2019. مقياس التداخل الليزري الفضاء الهوائي: الكشف عن موجة الجاذبية الميليهيرتز في السماء. طباعة مسبقة arXiv. معرف الهوية الرقمي: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482
***
***
***
