La NASA colaboró con la Agencia Espacial Europea (ESA) para lanzar el primer observatorio espacial diseñado para detectar ondas gravitacionales. El observatorio ha sido objeto de una importante remodelación y continuará con la construcción de equipos de vuelo.
El 25 de enero, la ESA (Agencia Espacial Europea) anunció la adopción formal de LISA, la antena espacial de interferómetro láser, en su calendario de misiones, con su lanzamiento previsto para mediados de la década de 2030.
“En 2015, el observatorio terrestre LIGO abrió la ventana a las ondas gravitacionales, perturbaciones que recorren el espacio-tiempo, la estructura de nuestro universo”, dijo Mark Clampin, director de la División de Astrofísica de la sede de la NASA en Washington. “LISA nos dará una vista aérea, lo que nos permitirá observar una amplia gama de fuentes dentro de nuestra galaxia y mucho, mucho más allá. Estamos orgullosos de ser parte de este esfuerzo internacional para abrir nuevos caminos para explorar los secretos del universo”.
La NASA contribuirá con los instrumentos científicos de LISA y brindará apoyo científico y de ingeniería. El papel de la NASA incluye proporcionar láseres, telescopios y dispositivos para reducir las perturbaciones causadas por cargas electromagnéticas. LISA utilizará estos componentes para detectar cambios sutiles en la distancia inducidos por ondas gravitacionales a lo largo de millones de kilómetros en el espacio. La ESA será responsable de la nave espacial y liderará el equipo internacional durante el desarrollo y operación de la misión.
Las ondas gravitacionales fueron predichas por la teoría general de la relatividad de Albert Einstein hace más de un siglo. Estas ondas se crean por la aceleración de masas como un par de agujeros negros en órbita, que eventualmente se fusionan durante millones de años a medida que la distancia entre ellos disminuye gradualmente.
Estas ondas en el tejido del espacio pasaron desapercibidas hasta 2015, cuando el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., midió las ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros. Este descubrimiento innovador abrió un nuevo campo de la ciencia conocido como “astronomía multimensajero”, donde las ondas gravitacionales pueden usarse en combinación con otros “mensajeros” cósmicos, como la luz y las partículas, para estudiar el universo de maneras innovadoras.
Desde entonces, LIGO ha observado docenas de otras fusiones de agujeros negros, fusiones de estrellas de neutrones y sistemas de estrellas de neutrones y agujeros negros. Los agujeros negros detectados a través de ondas gravitacionales son relativamente pequeños, con masas de decenas a cien veces la de nuestro Sol.
Sin embargo, los científicos creen que en el Universo temprano, las fusiones de agujeros negros mucho más masivos eran comunes cuando el Universo era joven, y sólo un observatorio espacial podría ser sensible a las ondas gravitacionales que provienen de ellos.
«LISA fue diseñada para detectar ondas gravitacionales de baja frecuencia que los instrumentos en la Tierra no pueden detectar». dijo Ira Thorpe, científico del estudio de la NASA para la misión en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland. «Estas fuentes abarcan decenas de miles de pequeños sistemas binarios en nuestra propia galaxia, así como agujeros negros masivos que se fusionan cuando las galaxias chocaron en el Universo temprano».
El observatorio espacial LISA estará formado por tres naves espaciales dispuestas en una vasta formación triangular que sigue a la Tierra en su órbita alrededor del Sol, cada brazo de la cual se extenderá 1,6 millones de millas (2,5 millones de kilómetros). La nave espacial rastreará masas de prueba internas que se ven afectadas únicamente por la gravedad, mientras dispara continuamente láseres para medir sus separaciones con una precisión menor que el tamaño de un átomo de helio. Cuando las ondas gravitacionales del espacio pasen a través del triángulo LISA, producirán oscilaciones en la longitud de sus brazos y LISA captará estos cambios.
La tecnología de medición subyacente de LISA ya se demostró con éxito en el espacio durante la misión LISA Pathfinder de la ESA, que se desarrolló entre 2015 y 2017 y contó con la participación de la NASA. La misión demostró de manera concluyente el excelente control y las mediciones láser precisas necesarias para LISA.
