Zahlavi

Základní informace

Období “gravitační astronomie” začalo historicky první detekcí binárního systému černých děr 14. září 2015 pomocí pozorování observatoře LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Událost získala název GW150914 a jednalo se o splynutí dvou černých děr o hmotnosti přibližně 30 hmot Sluncí za vzniku větší černé díry. Další velkou událostí této éry bylo pozorování GW170817 ze 17. srpna 2017, během kterého byl díky spolupráci observatoří LIGO a VIRGO určen směr gravitačních vln. Díky tomu bylo možné na zdroj namířit většinu pozemských i kosmických teleskopů a detekovat sloučení dvou neutronových hvězd dvěma nezávislými způsoby měření - pomocí gravitačních vln i elektromagnetického záření. Pozemní observatoře gravitačních vln však mají určitá omezení, která nám neumožňují pozorovat mohutnější systémy v nižších frekvencích. To je důvod, proč jsou nutné observatoře gravitačních vln umístěné ve vesmíru, jako je Laser Interferometer Space Antenna (LISA), třetí velká mise ESA v programu Cosmic Vision pokrývající téma „Gravitační vesmír“.

LISA je dalším velkým krokem v době gravitační astronomie, která má pracovat ve 30. letech 21. století. Bude schopna pozorovat zejména gravitační vlny plynoucí ze sloučení supermasivních černých děr, která se odehrávají ve středech spojujících se galaxií. Zachytíme také hvězdné kompaktní objekty (černé díry nebo neutronové hvězdy), jak obíhají okolo superhmotných černých děr (tzv. Extreme mass ratio inspirals) a další fáze splynutí černých děr hvězdných hmotností. Vědci z českých výzkumných ústavů již vytvořili „Prague Relativity Group“ (czechLISA.cz), aby se připojili ke konsorciu LISA, které řeší vědecké výzvy této mise. Zároveň výzkumné ústavy Akademie věd ČR připravují půdu pro český hardwarový příspěvek k této misi.

MŠMT a MD již schválilo projekt na vývoj tzv. Fibre Switch Unit Actuators, kritických mechanismů pro optickou lavici, které umožní přepínání mezi dvěma zdroji laserového svazku na misi LISA. Na projektu budou spolupracovat Astronomický ústav, Fyzikální ústav, Ústav fyziky atmosféry a Ústav termomechaniky Akademie věd ČR.

LISA se bude skládat ze tří kosmických sond, které budou obíhat asi 60 milionů km za Zemí v sestavě téměř rovnostranného trojúhelníku. Laserové paprsky emitované a detekované jednotlivými kosmickými sondami budou měřit časové zpoždění způsobené průchody gravitačních vln mezi kosmickými sondami. Očekává se, že mise bude trvat 4 až 10 let podle úspěšnosti mise.

LISA-2010-08-13-16h14

LISA-2010-08-13-16h14

Black Hole Merger Simulation

Black Hole Merger Simulation

LISA-orbit

LISA-orbit

Merging_black_holes

Merging_black_holes

Schematic LISA triangle

Schematic LISA triangle

emri

emri

pulsar_GR_test_0

pulsar_GR_test_0

supermassive_black_holes_after_merging

supermassive_black_holes_after_merging

wp

wp

Gravitační vesmír - LISA