全球第一个旨在探测重力波的太空探测器 LISA(雷射干涉太空天线)通过审查,准备着手建造硬体,计划 2030 年代中期发射。
重力波是时空和宇宙结构的扰动现象,2015 年,LIGO 天文台率先打开重力波观察窗口,揭开双中子星碰撞、双黑洞碰撞、致密天体碰撞等剧烈天文事件面貌,并推动名为多信使天文学(multi-messenger astronomy)的研究领域发展,天文学家可结合重力波与其他宇宙“信使”如:电磁辐射、微中子,就像同时以视觉、听觉、味觉品尝食物,以全新方式观察宇宙。
但 LIGO 迄今虽然已观测到数十个合并事件,但发现的黑洞尺寸都相对较小,质量落在太阳数十~百倍,而科学家认为宇宙年轻时应该常见质量更大的黑洞合并,想观察这些重力波事件,只有太空观测台办得到。
现在,ESA 与 NASA 准备扩大重力波观测台守备范围。
于是由欧洲太空总署领导的雷射干涉太空天线(Laser Interferometer Space Antenna,LISA)推出了,设计目的为检测地球仪器探测不到的低频重力波,NASA 表示,LISA 能观察银河系内部数以万计小型联星系统、遥远星系巨大黑洞碰撞合并等各种重力波来源。
LISA 天文台整体由 3 艘太空船组成,2025 年起投入制造太空船与所需仪器,预计 2030 年代中期发射。届时太空船将被发射到距离地球 6,000~7,000 万公里的绕日轨道,尾随地球绕太阳运行,于太空形成一个等边三角形,只要有重力波经过任 2 艘太空船之间挤压太空结构就会被发现。
除了探测更遥远来源的重力波,LISA 也能研究更近、相对没那么极端的事件,比如致密白恒星合并。
LISA 太空重力波天文台轨道。(Source:南安普敦大学)
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