Il 25 gennaio 2024, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha segnato una pietra miliare approvando la missione Lisa (Laser Interferometer Space Antenna), il primo osservatorio spaziale dedicato allo studio delle onde gravitazionali. Questo passo importante riconosce l’avanzata tecnologia e l’importanza scientifica di Lisa. Quest’ultima, composta da tre sonde, sarà lanciata nel 2035 a bordo di un razzo Ariane 6, seguendo uno schema triangolare preciso nello spazio. Questa formazione orbitale consentirà alle sonde di scambiare raggi laser su distanze straordinarie, superando sei volte la distanza tra la Terra e la Luna.
Una delle caratteristiche distintive di Lisa è la sua capacità di rilevare onde gravitazionali a frequenze notevolmente basse, tra 0.1 milliHz fino a 1 Hz ; questa capacità differenzia Lisa dai rivelatori a terra come Ligo, Virgo, e il futuro Einstein Telescope, la cui sensibilità va da 1 Hz alla banda dei kiloHz
Le onde gravitazionali sono increspature dello spazio-tempo, una distorsione nel tessuto fondamentale dello spazio-tempo previsto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein. Queste onde si propagano attraverso lo spazio trasportando informazioni su oggetti massicci in movimento.
Tuttavia, queste onde sono così deboli che Einstein stesso dubitava che sarebbe stato possibile rilevarle direttamente.
Solo nel 2016, più di un secolo dopo la loro predizione, i rivelatori LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) negli Stati Uniti hanno annunciato la prima osservazione diretta delle onde gravitazionali generate dalla fusione di due buchi neri. Questo storico evento ha confermato la teoria di Einstein e ha aperto una nuova finestra sull’universo, permettendo agli scienziati di “sentire” eventi cosmici attraverso le onde gravitazionali anziché solo osservarli attraverso la luce e altre radiazioni.
Le onde gravitazionali possono essere generate da una varietà di eventi cosmici, tra cui la fusione di buchi neri o stelle di neutroni, l’esplosione di supernovae, e persino durante i primi istanti del Big Bang. La capacità di rilevare queste onde ha fornito agli scienziati un nuovo strumento per studiare l’universo.
Il motivo principale per cui Lisa sarà posizionata nello spazio è la necessità di evitare il rumore del suolo terrestre. Il suolo è costantemente affetto da varie fonti di interferenza, rendendo difficile catturare segnali così deboli come le onde gravitazionali. Andare nello spazio elimina questo ostacolo, consentendo a Lisa di raccogliere dati chiari e senza interferenze.
Un punto cruciale per comprendere l’unicità di Lisa è la sua capacità di rivelare sistemi gravitazionali molto più massicci rispetto ai rivelatori a terra. Mentre Ligo ha finora rivelato sorgenti nell’intervallo da dieci a cento masse solari, Lisa sarà in grado di identificare la coalescenza di buchi neri supermassicci, con masse comprese tra centomila e un milione di volte la massa del Sole.
Lisa non è l’unico progetto ambizioso nel campo delle onde gravitazionali. Il futuro Einstein Telescope, un rivelatore terrestre, è anch’esso sulla strada per esplorare un vasto volume dell’universo. Tuttavia, le differenze cruciali nelle loro sensibilità alle frequenze e nei tipi di sorgenti che possono rilevare li rendono complementari piuttosto che competitivi.
L’adozione ufficiale di Lisa da parte dell’ESA è un passo cruciale che trasforma la missione da un concetto iniziale a un progetto scientifico completo. Con il suo lancio previsto nel 2035, Lisa aprirà una finestra unica sull’universo, rivelando segreti su sistemi gravitazionali massicci e tracciando un quadro dettagliato dell’evoluzione cosmica.
Con la crescita esplosiva della comunità delle onde gravitazionali, le opportunità di collaborazione e sinergia sono infinite. Lisa potrebbe anticipare eventi rilevanti per rivelatori a terra come Ligo e Einstein Telescope, consentendo una migliore localizzazione delle sorgenti nel cielo. La prospettiva di osservare simultaneamente sorgenti con entrambi i rivelatori offre una visione unica e completa dell’universo.
Con la sua sensibilità unica e la capacità di rilevare sorgenti massicce, Lisa offrirà una prospettiva senza precedenti sull’universo e sulla sua evoluzione. Attendiamo con entusiasmo il 2035, per aprire un nuovo capitolo nell’astronomia e nella comprensione della struttura fondamentale dell’universo.
A cura di Vito Saggese
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