Het Europese ruimtevaartagentschap ESA heeft groen licht gegeven voor de bouw van een ruimtetelescoop om zwaartekrachtgolven te bestuderen. Zulke telescopen bestaan al onder grond, maar nog niet in het heelal. De telescoop zal bestaan uit 3 ruimtetuigen die synchroon, op 2,5 miljoen kilometer van elkaar, moeten vliegen. Ook België is betrokken.
ESA gaat eerste ruimtetelescoop bouwen om zwaartekrachtgolven te bestuderen
Dat er een ruimtetelescoop voor zwaartekrachtgolven ging komen, was bekend. Maar het wetenschappelijk comité van ESA heeft de missie vandaag officieel goedgekeurd. Dat betekent dat ESA op zoek kan naar een fabrikant om de instrumenten en ruimtetuigen te bouwen.
LISA, kort voor Laser Interferometer Space Antenna, zijn in feite 3 ruimtetuigen die samen een reusachtige, gelijkzijdige driehoek vormen. Elke zijde zal 2,5 miljoen kilometer lang zijn, ruim 6 keer langer dan de afstand tussen de aarde en de maan.
Rimpelingen kleiner dan een atoom
Die extreme afstanden zijn nodig, omdat zwaartekrachtgolven enorm kleine trillingen zijn die zich voortbewegen in het ruimteweefsel. Vergelijk het met de rimpelingen in het water wanneer je je hand door het water beweegt.
De trillingen ontstaan door gebeurtenissen in het heelal waar extreem veel energie bij vrijkomt, zoals botsingen van sterrenstelsels of zwarte gaten en explosies van stervende sterren.
Wanneer de zwaartekrachtgolven door de zijden van de LISA-driehoek passeren, verandert hun lengte lichtjes. Op die manier kunnen de golven gedetecteerd worden.
Maar die detectie is een huzarenstukje: de lengte van de zijdes wordt tot op een nauwkeurigheid van picometers berekend. Ter vergelijking: atomen zijn enkele tientallen picometers groot.
Ontstaan van het heelal
Albert Einstein voorspelde meer dan 100 jaar geleden al dat zwaartekrachtgolven bestaan. Toch duurde het nog tot in 2015 voordat de eerste zwaartekrachtgolven echt werden gedetecteerd. De trillingen waren afkomstig van de botsing van 2 zwarte gaten, 1,3 miljard jaar geleden.
We hopen nog onontgonnen gebieden te kunnen bestuderen
Thomas Hertog, kosmoloog KU Leuven
Dankzij LISA kunnen onderzoekers meer te weten komen over het ontstaan van het heelal. "Bepaalde zwaartekrachtgolven werden opgewekt kort na de oerknal", vertelt kosmoloog Thomas Hertog (KU Leuven).
"Aan de hand van de bronnen van die golven kunnen we de geschiedenis van het heelal observeren. Of we kunnen de gebieden rond samengesmolten zwarte gaten observeren, wat nog onontgonnen gebieden zijn."
Belgen werken mee
De lancering van LISA is pas voorzien voor 2035. De komende periode zal gewerkt worden aan de bouw van de toestellen.
Het team van professor Hertog zal in die tijd software ontwikkelen die de missie simuleert. "We maken een soort digital twin van de missie", verduidelijkt Hertog.
"Er zullen duizenden en duizenden golven passeren door de driehoek. Dankzij de simulatie zullen we ons kunnen voorbereiden op de missie door de signalen te leren lezen."
Ook een nieuwe ruimtemissie naar de planeet Venus heeft vandaag groen licht gekregen van ESA. Ook daarbij zal België een belangrijke rol spelen. Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie gaat één van de instrumenten aan boord bouwen. De lancering is voorzien voor 2031.
