全球第一個旨在探測重力波的太空探測器 LISA(雷射干涉太空天線)通過審查,準備著手建造硬體,計劃 2030 年代中期發射。
重力波是時空和宇宙結構的擾動現象,2015 年,LIGO 天文台率先打開重力波觀察窗口,揭開雙中子星碰撞、雙黑洞碰撞、緻密天體碰撞等劇烈天文事件面貌,並推動名為多信使天文學(multi-messenger astronomy)的研究領域發展,天文學家可結合重力波與其他宇宙「信使」如:電磁輻射、微中子,就像同時以視覺、聽覺、味覺品嘗食物,以全新方式觀察宇宙。
但 LIGO 迄今雖然已觀測到數十個合併事件,但發現的黑洞尺寸都相對較小,質量落在太陽數十~百倍,而科學家認為宇宙年輕時應該常見質量更大的黑洞合併,想觀察這些重力波事件,只有太空觀測台辦得到。
現在,ESA 與 NASA 準備擴大重力波觀測台守備範圍。
於是由歐洲太空總署領導的雷射干涉太空天線(Laser Interferometer Space Antenna,LISA)推出了,設計目的為檢測地球儀器探測不到的低頻重力波,NASA 表示,LISA 能觀察銀河系內部數以萬計小型聯星系統、遙遠星系巨大黑洞碰撞合併等各種重力波來源。
LISA 天文台整體由 3 艘太空船組成,2025 年起投入製造太空船與所需儀器,預計 2030 年代中期發射。屆時太空船將被發射到距離地球 6,000~7,000 萬公里的繞日軌道,尾隨地球繞太陽運行,於太空形成一個等邊三角形,只要有重力波經過任 2 艘太空船之間擠壓太空結構就會被發現。
除了探測更遙遠來源的重力波,LISA 也能研究更近、相對沒那麼極端的事件,比如緻密白恆星合併。
▲ LISA 太空重力波天文台軌道。(Source:南安普敦大學)
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(首圖來源:NASA)