Comienza la construcción de LISA, el primer detector de ondas gravitacionales en el espacio

Ya es oficial. El Comité del Programa Científico de la Agencia Espacial Europea (ESA) al fin ha aprobado la misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna), cuyo objetivo será detectar y estudiar ondas gravitacionales desde el espacio. Este proyecto cuenta con contribución científica española, liderada por el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).

Se trata de un paso ambicioso hacia la meta de desentrañar los misterios del cosmos. Sin duda, la humanidad se encuentra al borde de una nueva y floreciente época astronómica con el comienzo de la construcción de la Antena Espacial con Interferómetro Láser (LISA). Esta innovadora misión, una colaboración entre la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA, acaba de recibir luz verde, lo que representa que se da el pistoletazo de salida a la fase de construcción.

Detectar y estudiar ondas gravitacionales desde el espacio

LISA ofrecerá información sin precedentes sobre las ondas gravitacionales del universo; quiere ‘escuchar’ los sonidos del universo. «Será el primer observatorio espacial dedicado a detectar ondas en el tejido del espacio-tiempo. Estas ondas, que llamamos ondas gravitacionales, se emiten durante algunos de los eventos más poderosos del universo, como cuando los agujeros negros chocan. Al medir estas ondas, LISA explorará toda la historia del Universo, remontándose mucho antes de que se formaran las estrellas y galaxias«, informan desde la Agencia Espacial Europea.

Las ondas gravitacionales son ondas en el tejido del espacio-tiempo, predichas por la teoría general de la relatividad de Albert Einstein hace más de un siglo (concretamente, Einstein predijo estas ondas gravitacionales en 1916). Estas ondas son generadas por algunos de los procesos más violentos y energéticos del universo, como las colisiones entre agujeros negros o estrellas de neutrones. Se trata de un fenómeno bastante reciente respecto a nuestro conocimiento directo sobre él, ya que no fue hasta 2015 cuando el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO) cuando logramos la primera detección directa histórica de ondas gravitacionales, abriendo una nueva ventana para la observación astronómica y otorgando el Premio Nobel de Física de 2017 para sus científicos clave (el estadounidense Barry Barish recibió el galardón de la Academia Sueca junto a Rainer Weiss y Kip Thorne, por este trabajo).

¿Cuál será exactamente la misión de LISA?

Su misión tiene como objetivo ampliar el alcance de la astronomía respecto a las ondas gravitacionales trasladando el observatorio desde la Tierra al espacio. Al hacerlo, LISA evitará el ruido y las limitaciones que desafían a los detectores terrestres, permitiendo la observación de ondas gravitacionales de baja frecuencia que de otro modo serían indetectables desde nuestro planeta. Su estructura ha sido concebida como una constelación de tres naves espaciales dispuestas en una formación de triángulo casi equilátero, siendo cada lado de este triángulo cósmico de unos 2,5 millones de kilómetros.

¿Por qué una distancia tan sumamente grande? Esta gran distancia entre las naves espaciales permitirá a LISA detectar los minúsculos cambios en el espacio-tiempo causados por el paso de ondas gravitacionales. Las tres naves estarán conectadas mediante láseres, y las distancias relativas entre ellas se controlarán constantemente con una precisión extraordinaria de menos de una décima de nanómetro, mucho más pequeña que un átomo. Es decir, podremos capturar el “sonido” gravitacional en los momentos iniciales de nuestro universo a la par que ayudará a los científicos a medir los cambios que se están produciendo en la expansión de nuestro universo (recordemos que no es estacionario, sino que está en constante movimiento)

El telescopio LISA ve la luz como tal gracias a su predecesora: la misión LISA Pathfinder de la ESA, que demostró la viabilidad de pruebas de control de masas de alta precisión e interferometría láser en el espacio, técnicas esenciales para la detección de ondas gravitacionales. Ahora, la presentación formal de LISA en la lista de misiones de la ESA y la luz verde para su construcción, marcan hitos cruciales en el camino hacia el lanzamiento de este observatorio cósmico que está previsto para mediados de la década de 2030.

«LISA está diseñada para detectar ondas gravitacionales de baja frecuencia que los instrumentos en la Tierra no pueden detectar», dijo Ira Thorpe, científico del estudio de la misión de la NASA en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland. «Estas fuentes abarcan decenas de miles de pequeños sistemas binarios en nuestra propia galaxia, así como agujeros negros masivos que se fusionaron cuando las galaxias colisionaron en el universo primitivo».

Una vez que esté operativo, el revolucionario observatorio espacial detectará ondas gravitacionales de una gran cantidad de fuentes, incluida la fusión de agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias y la miríada de sistemas binarios compactos dentro de nuestra propia Vía Láctea. La misión no sólo complementará los descubrimientos de los detectores terrestres, sino que también ampliará la frontera del conocimiento, revelando potencialmente señales de los albores del universo mismo. Sus efectos se sentirán en todo el espectro científico, desde la astrofísica hasta la cosmología, e incluso en los ámbitos de la física fundamental.

Referencias: