LISA
LISA wird eine Entdeckungsmission sein – das erste Gravitationswellen-Observatorium im All. Es wird völlig neue Informationen über die dunkle, unsichtbare Seite des Universum sammeln und in den 2030er Jahren Hand in Hand mit anderen Observatorien arbeiten.
Die Gravitationswellenastronomie begann 2015 mit dem ersten direkten Nachweis der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher mit Sternmassen. Die Instrumente auf der Erde sind auf den Empfang von Gravitationswellen mit Frequenzen von mehr als 10 Hz beschränkt. Aber es gibt viele Quellen, die Gravitationswellen mit niedrigeren Frequenzen aussenden und die sich daher vom Erdboden aus nicht beobachten lassen.
Ein Weltraum-Observatorium
LISA wird das erste Gravitationswellen-Observatorium im All sein. Es besteht aus drei Satelliten, die einen dreieckigen Detektor mit 2,5 Millionen Kilometern langen Armen bilden, der der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne folgt. Die Satelliten werden durch Gravitationswellen verursachte Abstandsänderungen zwischen in den Satelliten frei fallenden Testmassen messen. LISA wird dazu Laserlicht nutzen, das zwischen den Satelliten hin- und hergesendet wird, um das größte jemals gebaute Interferometer zu erschaffen. Die LISA Pathfinder-Mission hat Schlüsseltechnologien für LISA getestet und deren Funktionsfähigkeit demonstriert.
Eine reichhaltige Quellen-Population
LISA wird die bisherigen astronomischen Beobachtungen im elektromagnetischen Spektrum ergänzen. Der Aufbau des Detektors wurde sorgfältig abgestimmt, um die Beobachtung der meisten interessanten Gravitationswellenquellen im Zielfrequenzband zwischen 0,1 mHz und 0,1 Hz zu ermöglichen. Dort ist das Universum reich an Quellen starker Gravitationswellen:
- Doppelsysteme extrem massereicher Schwarzer Löcher,
- kleine Schwarze Löcher, die massereichere Schwarze Löcher umrunden und in diese hineinfallen (sogenannte extreme mass ratio inspirals, EMRIs),
- ultrakompakte Doppelsterne in unserer Milchstraße,
- Doppelsysteme Schwarzer Löcher mit Sternenmassen Jahre vor ihrer Verschmelzung,
- ein stochastischer Gravitationswellenhintergrund und
- unerwartete und vollkommen unmodellierte Quellen.
Mit diesen Beobachtungen von Gravitationswellen aus den Tiefen des gesamten Kosmos wird LISA unser Wissen über den Anfang, die Entwicklung und die Struktur unseres Universums erheblich erweitern.
LISA-Forschung am AEI Hannover
Das AEI Hannover ist federführend bei der Entwicklung von LISA und im LISA-Konsortium. Karsten Danzmann, Direktor am AEI Hannover, leitet das LISA-Konsortium. In Kollaboration mit dem National Space Insitute an Dänemarks Technischer Universität (DTU) entwickelt und baut das AEI Hannover mit dem Phasenmeter eine der zentralen Hardware-Komponenten der LISA-Mission. Darüber hinaus ist das Institut in zahlreichen und umfangreichen LISA-Teilprojekten und -Arbeitspaketen der optischen Meteorologie und Interferometrie federführend. Das Institut hat die weltweit größten Labore für die bei der LISA-Mission genutzte Interferometrie.
