L'Agència Espacial Europea (ESA) va confirmar el dijous, 25 de gener, que la missió espacial LISA ha superat amb èxit la fase d’estudi i entra de ple en la fase d’implementació per fer realitat la construcció del primer observatori espacial d’ones gravitacionals. La previsió és que LISA (Antena Espacial d'Interferometria Làser) es posi en òrbita a mitjan dècada de 2030.

La missió LISA és possible per la col·laboració entre l’ESA, que la lidera, les agències espacials dels seus estats membres, la NASA i un consorci científic internacional, el Consorci LISA, en el qual participa la Universitat de les Illes Balears (UIB).

El paper destacat de la UIB

La Universitat de les Illes Balears té un paper destacat en la missió espacial europea LISA. No debades, la UIB és la tercera institució amb més contribució de personal al Consorci LISA, que té més de 1700 membres arreu del món. En total, 20 investigadors del grup de recerca en Física Gravitacional: teoria i pràctica (GRAVITY), que lidera la doctora Alícia Sintes, i dos del grup de Relativitat i Gravitació (GRG) participen en el consorci de la missió LISA. Tots els investigadors són també membres de l’Institut d’Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3) de la UIB.

Els investigadors del grup GRAVITY han assumit responsabilitats destacades en el marc de la missió LISA. És el cas de la doctora Anna Heffernan, contractada postdoctoral, que codirigeix l’equip de treball de LISA encarregat de coordinar i supervisar el desenvolupament de plantilles de forma d’ona per a l’anàlisi de senyals d’aquesta missió. A la vegada, la doctora Heffernan és membre del grup dedicat a la gestió de la comunicació interna de LISA i el passat mes de novembre de 2023 va ser nomenada membre del Consell Constituent del Consorci LISA.

A més, el doctor Sascha Husa, investigador col·laborador de la UIB i investigador científic de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), lidera un grup de treball dedicat a l’elaboració de models de formes d’ona de sistemes binaris de forats negres per a LISA.

La participació dels investigadors de la UIB a la missió LISA es fa principalment a través de dos projectes. El primer és el projecte «Tecnologías avanzadas para la exploración del universo y sus componentes» (SINCO2022/6719), que ha obtingut finançament del Ministeri de Ciència i Innovació (Fons MRR) i la Conselleria de Fons Europeus, Universitat i Cultura, amb fons Next Generation EU de la Unió Europea (PRTR-C17.I1), a través del programa d’R+D+I en el marc del Pla complementari d’astrofísica i física d’altes energies.

El segon projecte és «De LIGO a LISA: Cap a una nova era de l’astronomia d’ones gravitacionals» (GWera) (PRD2018/24), que ha obtingut finançament del Govern de les Illes Balears a través de la Direcció General de Política Universitària i Recerca mitjançant el Fons per a l’Impuls del Turisme Sostenible.

Pas endavant cap al primer observatori espacial d’ones gravitacionals

La decisió del Comitè de Programa Científic de l’ESA significa que LISA ha superat una revisió important amb molt bona nota: tot el concepte —des de la definició de la missió global i les operacions fins al maquinari espacial a construir— ha resistit l'escrutini intens dels revisors de l'ESA. Ara, el Comitè de Programa Científic de l'agència espacial ha confirmat que LISA està prou madura i que el desenvolupament de la missió pot prosseguir segons el que s’ha plantejat.

LISA passarà ara a la fase d'implementació, per construir els instruments i els tres satèl·lits que seguiran la Terra en la seva òrbita al voltant del Sol, formant un triangle equilàter a l’espai. Cada costat del triangle tindrà 2,5 milions de quilòmetres de llargària (més de sis vegades la distància entre la Terra i la Lluna), i les tres naus intercanviaran raigs làser a través d’aquesta distància.

La ciència de LISA per a explorar un univers invisible

LISA podrà detectar radiació gravitatòria en la finestra encara no explorada entre 0,1 mHz i 1 Hz, unes ones que no poden detectar els detectors terrestres. Les ones en aquest rang de freqüència es creen en la col·lisió i fusió de dos forats negres massius, un milió o més vegades més pesats que el nostre Sol, que s’amaguen en els centres de galàxies llunyanes encara en formació. LISA serà sensible a aquestes fusions a través de la història de l'univers i sondejarà directament l'origen i el creixement dels forats negres massius, encara desconeguts.

Només LISA podrà detectar ones gravitacionals de forats negres estel·lars que giren al voltant dels forats negres massius en els nuclis galàctics, per sondejar la geometria de l'espai-temps i provar la gravetat en les seves bases. LISA també detectarà un gran nombre d'objectes compactes binaris i múltiples a la nostra galàxia de la Via Làctia per explicar-nos l'evolució binària estel·lar, i «veurà» la galàxia més enllà del centre galàctic, inclosos molts objectes que romanen invisibles per a tots els altres instruments astronòmics.

En resum, LISA complementarà el coneixement sobre l'inici, l'evolució i l'estructura de l’univers. A més, l'estudi de les ones gravitacionals té un potencial enorme per descobrir aquelles parts de l'univers que encara no s'observen, com ara les repercussions gravitacionals del big-bang, les ones de l'espaitemps que sorgeixen de les pertorbacions del plasma primigeni i altres fenòmens encara desconeguts. Treballant conjuntament amb altres mètodes astronòmics i observatoris d’ones gravitacionals a la Terra, els científics de LISA contribuiran a les pròximes grans descobertes per respondre preguntes com «Quines són les lleis fonamentals de l'univers?» i «Com va originar-se l'univers i de què està fet?».