ESA-მ დაამტკიცა კოსმოსური გრავიტაციული ტალღების ობსერვატორია LISA-ს მშენებლობა

ევროპის კოსმოსური სააგენტო და NASA მწვანე შუქი აანთო ლაზერული ინტერფერომეტრის კოსმოსური ანტენის (LISA) პროექტს - გიგანტური კოსმოსური გრავიტაციული ტალღის დეტექტორი, რომელიც შექმნილია სივრცე-დროში პულსაციის აღმოსაჩენად, რომელიც გამოწვეულია გალაქტიკების ცენტრებში უზარმაზარი შავი ხვრელების სხვა მასიურ ობიექტებთან შეჯახებით.

დეტექტორი შედგება სამი კოსმოსური ხომალდისგან, რომლებიც ერთმანეთისგან 2,5 მილიონი კილომეტრის დაშორებით მოცურავენ, რომლებიც ქმნიან ლაზერული სინათლის სამკუთხედს, რომელიც შეძლებს კოსმოსში არსებული დამახინჯების აღმოჩენას, რომელიც გამოწვეულია ნეიტრონული ვარსკვლავების და შავი ხვრელების ძალადობრივი შეჯახებით.

ინტერფერომეტრი მუშაობს იმავე პრინციპებზე, როგორც არსებული სახმელეთო LIGO (ლაზერული ინტერფერომეტრიული გრავიტაციული ტალღის ობსერვატორია) ექსპერიმენტი, რომელმაც პირველად გრავიტაციული ტალღები აღმოაჩინა 2015 წელს. მაგრამ LISA-ს მილიონჯერ მასშტაბირება საშუალებას მისცემს მას აღმოაჩინოს დაბალი სიხშირის გრავიტაციული ტალღები და გამოავლინოს კოსმოსური კატასტროფები, რომლებიც ამჟამად LIGO-ს მიუწვდომელია.

ლაზერული სხივების გამოყენებით რამდენიმე კილომეტრის მანძილზე, მიწისზე დაფუძნებულ ინსტრუმენტებს შეუძლიათ აღმოაჩინონ გრავიტაციული ტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება ვარსკვლავური ზომის ობიექტებთან დაკავშირებული მოვლენებიდან - როგორიცაა სუპერნოვას აფეთქებები ან სუპერმკვრივი ვარსკვლავების და ვარსკვლავური მასის შავი ხვრელების შერწყმა. გრავიტაციის კვლევის საზღვრების გასაფართოვებლად, ჩვენ უნდა წავიდეთ კოსმოსში“, - თქვა ნორა ლუცგენდორფმა, LISA-ს წამყვანმა მეცნიერმა. „ფრენის დროს გავლილი უზარმაზარი მანძილის წყალობით, ჩვენ შევძელით სიმძიმის საზღვრების გადალახვა. „LISA-ს ლაზერული სიგნალებით დაფარული უზარმაზარი მანძილისა და მისი ინსტრუმენტების გასაოცარი სტაბილურობის წყალობით, ჩვენ გამოვიკვლევთ გრავიტაციულ ტალღებს უფრო დაბალ სიხშირეზე, ვიდრე ეს შესაძლებელია დედამიწაზე და გამოვავლენთ მოვლენებს სხვა მასშტაბით, დროის გათენებამდე“.

გრავიტაციული ტალღები არის დარტყმითი ტალღები, რომლებიც წარმოიქმნება სივრცე-დროში, როდესაც ორი უკიდურესად მკვრივი ობიექტი ეჯახება, როგორიცაა ნეიტრონული ვარსკვლავები ან შავი ხვრელები.

LIGO დეტექტორი გრავიტაციულ ტალღებს ამოიცნობს სივრცე-დროის ქსოვილში არსებული პაწაწინა დამახინჯებით, რომლებსაც ეს ტალღები ქმნიან დედამიწაზე გავლისას. L-ის ფორმის დეტექტორს აქვს ორი მკლავი ორი იდენტური ლაზერული სხივით შიგნით, თითოეული 4 კმ სიგრძით.

როდესაც გრავიტაციული ტალღა ეჯახება ჩვენს კოსმოსურ ნაპირებს, ლაზერი LIGO დეტექტორის ერთ მკლავში იკუმშება და ფართოვდება მეორეში, რაც აფრთხილებს მეცნიერებს ტალღის არსებობის შესახებ. მაგრამ ამ დამახინჯების მცირე მასშტაბი (ხშირად პროტონის ან ნეიტრონის ზომით რამდენიმე მეათასედი) ნიშნავს, რომ დეტექტორები უნდა იყოს წარმოუდგენლად მგრძნობიარე – და რაც უფრო გრძელია ეს დეტექტორები, მით უფრო მგრძნობიარე ხდებიან ისინი.

სამი LISA კოსმოსური ხომალდის თანავარსკვლავედი, რომელიც მშენებლობას 2025 წელს დაიწყებს, შეიცავს რუბიკის კუბის ზომის სამ ოქროს-პლატინის კუბებს, რომლებიც ლაზერის სხივებს გადასცემს ერთმანეთის ტელესკოპებს მილიონობით კილომეტრის დაშორებით.

რამდენადაც თანამგზავრები მიჰყვებიან დედამიწას მზის გარშემო ორბიტაზე, მათ შორის ბილიკის სიგრძეში ნებისმიერი უმნიშვნელო დარღვევა დარეგისტრირდება LISA-ს მიერ და მეცნიერებს დაუბრუნდება. შემდეგ მკვლევარებს შეეძლებათ გამოიყენონ ზუსტი ცვლილებები თითოეულ სხივში სამკუთხედის დასადგენისთვის, რათა დაადგინონ, საიდან მოდის გრავიტაციული აშლილობა და მიმართონ მათ ოპტიკური ტელესკოპებით შემდგომი გამოკვლევისთვის.

იმის გამო, რომ გრავიტაციული პულსაციები წარმოიქმნება სუპერმასიური ასტრონომიული ობიექტების შეჯახებამდეც კი, LISA მეცნიერებს ადრეულ გაფრთხილებას მისცემს რამდენიმე თვით ადრე, სანამ შეჯახება ხილული გახდება ოპტიკური ტელესკოპებისთვის.

დეტექტორის უპრეცედენტო მგრძნობელობა ასევე მისცემს ფანჯარას კოსმოსური გარიჟრაჟის მოვლენების შედეგად წარმოქმნილი სუსტი პულსაციებისკენ - დიდი აფეთქების სისხლიანი შედეგი - და უპასუხებს კოსმოლოგიის ზოგიერთ უდიდეს და ყველაზე აქტუალურ კითხვას.

ტელესკოპი, რომელიც ESA-ს, NASA-სა და საერთაშორისო მეცნიერებს შორის თანამშრომლობის ფარგლებში შეიქმნა, 3 წელს რაკეტა Ariane 2035-ზე ცაში ამაღლდება.

ასევე წაიკითხეთ:

• ჰასელმა და ESA-მ აჩვენეს მთვარის ზედაპირის ინოვაციური ბაზის კონცეფცია
• ESA-ს Ariane 6-ის გამშვებმა მანქანამ ძრავის კრიტიკული ტესტი გაიარა