A ESA aprovou a construção do Observatório Espacial de Ondas Gravitacionais LISA

Agência Espacial Europeia e NASA deu luz verde ao projeto Laser Interferometer Space Antenna (LISA) - um detector gigante de ondas gravitacionais cósmicas projetado para detectar pulsações no espaço-tempo causadas pela colisão de enormes buracos negros nos centros das galáxias com outros objetos massivos.

O detector consistirá em três espaçonaves flutuando a 2,5 milhões de quilômetros de distância uma da outra, formando um triângulo de luz laser que será capaz de detectar distorções no espaço causadas por colisões violentas de estrelas de nêutrons e buracos negros, que destroem o universo.

O interferômetro funciona com os mesmos princípios do experimento existente LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), que detectou ondas gravitacionais pela primeira vez em 2015. Mas ampliar o LISA até um milhão de vezes permitir-lhe-á detectar ondas gravitacionais de baixa frequência, revelando catástrofes cósmicas actualmente fora do alcance do LIGO.

“Utilizando raios laser a distâncias de vários quilómetros, instrumentos terrestres podem detectar ondas gravitacionais originadas de eventos que envolvem objetos de tamanho estelar – tais como explosões de supernovas ou fusões de estrelas superdensas e buracos negros de massa estelar. Para expandir os limites da pesquisa gravitacional, temos que ir para o espaço", disse Nora Lützgendorf, cientista-chefe da LISA. "Graças à enorme distância percorrida durante o voo, fomos capazes de ultrapassar os limites da gravidade. “Graças à enorme distância percorrida pelos sinais laser do LISA e à notável estabilidade dos seus instrumentos, iremos sondar ondas gravitacionais em frequências mais baixas do que as possíveis na Terra, revelando eventos numa escala diferente, até ao início dos tempos.”

Ondas gravitacionais são ondas de choque que ocorrem no espaço-tempo quando dois objetos extremamente densos colidem, como estrelas de nêutrons ou buracos negros.

O detector LIGO detecta ondas gravitacionais captando as pequenas distorções na estrutura do espaço-tempo que essas ondas criam à medida que passam pela Terra. O detector em forma de L possui dois braços com dois feixes de laser idênticos em seu interior, cada um com 4 km de comprimento.

Quando uma onda gravitacional atinge a nossa costa cósmica, um laser num braço do detector LIGO contrai-se e expande-se no outro, alertando os cientistas para a presença da onda. Mas a pequena escala desta distorção (muitas vezes com o tamanho de alguns milésimos de um protão ou de um neutrão) significa que os detectores têm de ser incrivelmente sensíveis – e quanto mais compridos forem estes detectores, mais sensíveis se tornam.

A constelação de três espaçonaves LISA, com início de construção previsto para 2025, conterá três cubos de ouro e platina do tamanho de um cubo de Rubik que dispararão raios laser nos telescópios uns dos outros, a milhões de quilômetros de distância.

À medida que os satélites seguem a Terra na sua órbita em torno do Sol, quaisquer ligeiras perturbações no comprimento do caminho entre eles serão registadas pelo LISA e enviadas de volta aos cientistas. Os pesquisadores serão então capazes de usar as mudanças precisas em cada feixe para triangular para determinar de onde vêm as perturbações gravitacionais e apontar telescópios ópticos para eles para investigação adicional.

Como as pulsações gravitacionais são geradas mesmo antes da colisão de objetos astronómicos supermassivos, o LISA dará aos cientistas um aviso prévio vários meses antes da colisão se tornar visível para os telescópios ópticos.

A sensibilidade sem precedentes do detector também fornecerá uma janela para as pulsações mais fracas resultantes de eventos do amanhecer cósmico – as consequências sangrentas do Big Bang – e responderá a algumas das maiores e mais urgentes questões da cosmologia.

O telescópio, criado como parte de uma colaboração entre a ESA, a NASA e cientistas internacionais, será elevado ao céu a bordo do foguetão Ariane 3 em 2035.

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