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Missione LISA: il rilevatore di onde gravitazionali basato nello spazio dà il via libera all'ESA 

L'interferometro laser lo spazio La missione Antenna (LISA) ha ricevuto il via libera europeo lo spazio Agenzia (ESA). Ciò apre la strada allo sviluppo degli strumenti e dei veicoli spaziali a partire da gennaio 2025. La missione è guidata dall'ESA ed è il risultato della collaborazione tra l'ESA, il suo Stato membro spazio agenzie, NASAe un consorzio internazionale di scienziati.   

Il lancio è previsto per il 2035, LISA sarà il primo spazio-based onda gravitazionale osservatorio dedicato al rilevamento e allo studio delle increspature millihertz causate da distorsioni nel tessuto dell' spazio-tempo (onde gravitazionali) attraverso il universo.  

A differenza di quello a terra onda gravitazionale rilevatori (LIGO, VIRGO, KAGRA e LIGO India) che rilevano onde gravitazionali nell'intervallo di frequenza compreso tra 10 Hz e 1000 Hz, LISA sarà progettato per rilevare onde gravitazionali di lunghezze d'onda molto più lunghe nella gamma delle basse frequenze tra 0.1 mHz e 1 Hz.  

Frequenza ultrabassa (10-9-10-8 Hz) onde gravitazionali (GW) con lunghezze d'onda da settimane ad anni da binarie supermassicce buchi neri può essere rilevato utilizzando la base terrestre Pulsar Timing Array (PTA). Tuttavia, bassa frequenza onde gravitazionali (GW) con frequenza compresa tra 0.1 mHz e 1 Hz non possono essere rilevati né da LIGO né dai Pulsar Timing Array (PTA): la lunghezza d'onda di questi GW è troppo lunga per LIGO e troppo corta per essere rilevata dai PTA. Da qui la necessità di spaziorilevatore GW basato su GW.  

LISA sarà una costellazione di tre veicoli spaziali disposti in un'accurata formazione di triangolo equilatero nello spazio. Ciascun lato del triangolo sarà lungo 2.5 milioni di km. Questa formazione (dei tre veicoli spaziali) lo farà orbita Sole in un eliocentrico trascinamento della Terra orbita tra 50 e 65 milioni di km dalla Terra mantenendo una distanza media di separazione tra i veicoli spaziali di 2.5 milioni di km. Questa configurazione spaziale rende LISA un rivelatore estremamente grande per studiare la bassa frequenza onde gravitazionali che i rilevatori a terra non possono.  

Per il rilevamento dei GW, LISA utilizzerà coppie di masse di prova (cubi solidi di oro e platino) fluttuanti in camere speciali nel cuore di ciascun veicolo spaziale. di gravitazione le increspature apporteranno cambiamenti estremamente piccoli nelle distanze tra le masse di prova nei veicoli spaziali che saranno misurate tramite interferometria laser. Come dimostrato dalla missione LISA Pathfinder, questa tecnologia è in grado di misurare variazioni delle distanze fino a pochi miliardesimi di millimetro. 

LISA rileverà i GW causati dalla fusione di supermassicci buchi neri al centro delle galassie farà quindi luce sull'evoluzione delle galassie. La missione dovrebbe anche rilevare la gravità prevista 'squillare' formatosi nei momenti iniziali della universo nei primi secondi dopo il big bang.  

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Riferimenti:  

  1. ESA. News -Catturare le increspature dello spaziotempo: via libera a LISA. Pubblicato il 25 gennaio 2024. Disponibile su https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead 
  1. NASA. LISA. Disponibile a https://lisa.nasa.gov/ 
  1. Pau Amaro-Seoane et al. 2017. Interferometro laser lo spazio Antenna. Prestampa arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786  
  1. Baker et al. 2019. L'interferometro laser lo spazio Antenna: scoperta del cielo delle onde gravitazionali millihertz. Prestampa arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482 

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Philippe Jetzer, Università di Zurigo

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Risolvere i più grandi misteri dell'universo – con Gianfranco Bertone


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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Giornalista scientifico | Editore fondatore della rivista scientifica europea

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