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LISA 任务:天基引力波探测器获得 ESA 批准 

激光干涉仪空间天线(LISA)任务已获得欧洲航天局(ESA)的批准。这为从 2025 年 XNUMX 月开始开发仪器和航天器铺平了道路。该任务由欧空局领导,是欧空局、其成员国航天机构、美国宇航局和国际科学家联盟之间合作的结果。   

LISA 计划于 2035 年发射,将成为第一个天基引力波观测站,致力于探测和研究由宇宙时空结构(引力波)扭曲引起的毫赫兹波纹。  

与地面引力波探测器(LIGO、VIRGO、KAGRA 和 LIGO India)探测 10 Hz 至 1000 Hz 频率范围内的引力波不同,LISA 将设计用于探测 0.1 Hz 至 1 Hz 频率范围内波长更长的引力波。 XNUMX 毫赫兹和 XNUMX 赫兹。  

超低频(10 - 9 - 10 - 8 Hz)波长从数周到数年的超大质量双黑洞引力波(GW)可以使​​用地面探测到 Pulsar 定时阵列 (PTA)。然而,频率在 0.1 mHz 到 1 Hz 之间的低频引力波 (GW) 既不能被 LIGO 探测到,也不能被脉冲星定时阵列 (PTA) 探测到——这些 GW 的波长对于 LIGO 来说太长,而对于 PTA 来说太短,无法探测到。因此,需要天基引力波探测器。  

LISA 将是由三艘航天器组成的星座,在太空中以精确的等边三角形排列。三角形的每条边长为 2.5 万公里。这个编队(由三艘航天器组成)将在距离地球 50 至 65 万公里的日心轨道上围绕太阳运行,同时保持航天器之间的平均间隔距离为 2.5 万公里。这种天基配置使 LISA 成为一个非常大的探测器,可以研究地面探测器无法研究的低频引力波。  

为了探测引力波,LISA 将使用成对的测试质量(实心金铂立方体),它们自由漂浮在每个航天器中心的特殊室中。引力波纹将使航天器中测试质量之间的距离发生极小的变化,这些变化将通过激光干涉测量法进行测量。正如 LISA 探路者任务所证明的那样,该技术能够测量十亿分之几毫米的距离变化。 

LISA将探测星系中心超大质量黑洞合并引起的引力波,从而揭示星系的演化。该任务还应该检测预测的重力 '铃声' 在宇宙大爆炸后的最初几秒钟内形成。  

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参考文献:  

  1. 欧空局。新闻 - 捕捉时空涟漪:LISA 获得批准。发布于 25 年 2024 月 XNUMX 日。可在 https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead 
  1. 美国宇航局。丽莎。可用于 https://lisa.nasa.gov/ 
  1. 保罗·阿马罗·西奥内 (Pau Amaro-Seoane) 等人。 2017.激光干涉仪空间天线。预印本 arXiv。数字编号: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786  
  1. 贝克等人。 2019.激光干涉仪空间天线:揭开毫赫兹引力波天空的面纱。预印本 arXiv。数字编号: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482 

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菲利普·杰策,苏黎世大学

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与 Gianfranco Bertone 一起解开宇宙最大的谜团


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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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