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LISAミッション:宇宙ベースの重力波検出器がESAの承認を得る 

レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) ミッションは、欧州宇宙機関 (ESA) から許可を受けました。これにより、2025年XNUMX月から始まる機器と宇宙船の開発への道が開かれる。このミッションはESAが主導し、ESA、その加盟国の宇宙機関、NASA、科学者の国際コンソーシアムの協力の結果である。   

2035 年に打ち上げられる予定の LISA は、宇宙全体の時空構造の歪み (重力波) によって引き起こされるミリヘルツ波紋の検出と研究に特化した初の宇宙ベースの重力波観測所となります。  

10 Hz ~ 1000 Hz の周波数範囲で重力波を検出する地上の重力波検出器 (LIGO、VIRGO、KAGRA、および LIGO India) とは異なり、LISA は、0.1 Hz ~ 1 Hz の低周波数範囲ではるかに長い波長の重力波を検出するように設計されています。 XNUMXmHzとXNUMXHz。  

超低周波(10-9-10-8 Hz) 超大質量連星ブラック ホールからの数週間から数年の波長を持つ重力波 (GW) は、地上からの観測を使用して検出できます。 パルサー タイミング アレイ (PTA))。ただし、周波数が 0.1 mHz ~ 1 Hz の低周波重力波 (GW) は、LIGO やパルサー タイミング アレイ (PTA) によっても検出できません。これらの GW の波長は、LIGO には長すぎ、PTA には短すぎます。したがって、宇宙ベースのGW検出器が必要になります。  

LISA は、宇宙空間で正確な正三角形を形成する 2.5 機の宇宙船の星座になります。三角形の各辺の長さは 50 万 km になります。この編隊(65機の宇宙船)は、平均宇宙船間距離2.5万kmを維持しながら、地球からXNUMX万~XNUMX万kmの距離で地球に追従する太陽中心軌道で太陽を周回します。この宇宙ベースの構成により、LISA は地上の検出器では不可能な低周波重力波を研究するための非常に大型の検出器になります。  

GW の検出のために、LISA は、各宇宙船の中心部にある特別なチャンバー内に浮遊するテスト質量のペア (固体の金とプラチナの立方体) を使用します。重力の波紋は、レーザー干渉法によって測定される宇宙船内の試験質量間の距離に極めて小さな変化をもたらします。 LISA パスファインダー ミッションで実証されたように、この技術は距離の変化を 10 億分の 1 ミリメートルまで測定できます。 

LISAは、銀河の中心にある超大質量ブラックホールの合体によって引き起こされるGWを検出し、銀河の進化を明らかにします。ミッションでは、予測される重力も検出する必要があります。 「鳴っている」 ビッグバン後の最初の数秒の宇宙の最初の瞬間に形成されます。  

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参照:  

  1. ESA。ニュース - 時空の波紋を捉える: LISA がゴーサインを獲得。 25 年 2024 月 XNUMX 日に投稿。 https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Capturing_the_ripples_of_spacetime_LISA_gets_go-ahead 
  1. NASA。リサ。で入手可能 https://lisa.nasa.gov/ 
  1. Pau Amaro-Seoane et al. 2017. レーザー干渉計宇宙アンテナ。 arXiv のプレプリント。土井: https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.00786  
  1. ベイカーら。 2019. レーザー干渉計宇宙アンテナ: ミリヘルツ重力波の空を明らかにします。 arXiv のプレプリント。土井: https://doi.org/10.48550/arXiv.1907.06482 

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フィリップ・ジェッツァー、チューリッヒ大学

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ジャンフランコ・ベルトーネとともに宇宙最大の謎を解く


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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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