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LISA: la missione spaziale a caccia di onde gravitazionali

di Redazione

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L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha dato il via libera alla missione spaziale LISA, Laser Interferometer Space Antenna che vedrà un importante contributo da parte dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e degli atenei italiani, con capofila l’Università Bicocca di Milano, che ha messo in campo per questo progetto il team di ricerca della professoressa Monica Colpi del dipartimento di Fisica “Giuseppe Occhialini”, già attiva da molti anni nel LISA Consortium.

L’ESA ha recentemente fornito al progetto quella che in gergo viene chiamata “adozione” e consiste nell’approvazione della costruzione di satelliti e strumenti di bordo per realizzare l’ambizioso obiettivo della missione: costruire un osservatorio spaziale per la rivelazione delle onde gravitazionali provenienti da molteplici sorgenti cosmiche.

Esso consisterà in un trio di satelliti in orbita attorno al Sole, che andranno a formare i vertici di un triangolo equilatero dai lati lunghi ben 2,5 milioni di km. Su queste distanze, lunghe più di sei volte la distanza Terra-Luna, gli strumenti si scambieranno raggi laser.

Ciò avverrà grazie ad una procedura complessa, che coinvolgerà delle coppie di cubi di una lega di oro e platino, che galleggeranno al centro di ogni satellite, schermati da ogni disturbo esterno, eccetto le deformazioni dello spazio-tempo causate dalle onde gravitazionali. Esse altereranno le distanze tra i cubi, permettendo ai laser tra i satelliti di rilevarli tramite interferometria con una precisione che arriva al miliardesimo di millimetro.

Per onde gravitazionali intendiamo delle fluttuazioni del tessuto spazio-temporale, che secondo la teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, sono frutto dell’accelerazione di corpi celesti estremamente massicci, come i buchi neri, ad esempio.

La misurazione di tali fluttuazioni permette agli scienziati di acquisire nuove informazioni sull’Universo e sulla sua nascita, come le caratteristiche che aveva nei primi istanti dopo il Big Bang, la velocità di espansione, il comportamento dei buchi neri al centro delle galassie e l’evoluzione delle stelle e la struttura della Via Lattea.

A fare da modello per gli strumenti della missione spaziale saranno quelli del progetto LISA Pathfinder, che ha già testato una simile tecnologia, mentre la propulsione è basata sulle missioni ESA Gaia e Euclid.

Riguardo al ruolo delle missioni precedenti del programma LISA, la professoressa Monica Colpi ha dichiarato Â«Cruciale è stato il successo della missione LISA Pathfinder e la scoperta da parte degli interferometri a Terra LIGO-Virgo-KAGRA di onde gravitazionali emesse da buchi neri stellari in collisione. Con LISA cattureremo le vibrazioni dello spazio-tempo provenienti dalla fusione di buchi neri giganti. Qui, all’Università di Milano-Bicocca, stiamo cercando di capire come e quando, nell’Universo, queste collisioni avvengono e come LISA le osserverà». 

I nuovi satelliti cambierebbero il modo in cui le rilevazioni vengono effettuate. Nelle parole di Riccardo Buscicchio, ricercatore presso l’Università Milano-Bicocca: «I rivelatori terrestri oggi in funzione ricevono segnali isolati, uno alla volta, un po’ come ascoltare brevi concerti per violino solista. Il tipico timbro dello strumento ci permette di individuarlo, anche in presenza di “rumore”. I satelliti di LISA ascolteranno invece un concerto a volume estremamente alto, eseguito da strumenti fuori-tempo, fuori-armonia, per tutta la durata della missione spaziale. Nondimeno, l’orchestra sarà composta da milioni di archi, legni, ottoni e percussioni» e sul suo contributo afferma: «Il mio lavoro all’Università di Milano-Bicocca è di riscrivere le partiture del concerto, a partire da una singola registrazione in alta-fedeltà, estraendo più strumenti possibile, anche quelli di cui ancora non conosciamo l’esistenza».

Selezionata come missione di bandiera del programma ESA Cosmic Vision 2015-2025, LISA sarà, insieme con il NeWAthena, parte della flotta di “osservatori cosmici” dell’ESA a caccia di risposte sull’origine dell’Universo e sulle sue leggi fondamentali. Il via libera da parte di ESA, significherà il coinvolgimento della comunità scientifica internazionale e il contributo di altre agenzie spaziali, come la NASA. Il lancio di LISA è previsto per il 2035 e avverrà a bordo di un razzo Ariane 6.


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Aggiornato il 05/15/2024

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