Im Zentrum unserer Galaxie und wahrscheinlich im Zentrum aller anderen gibt es Objekte, die leichter zu benennen als vorstellbar sind. Supermassereiche Schwarze Löcher sind millionen- oder sogar milliardenfach so groß wie die Sonne, was wiederum 330.000 Erden entspricht. Unsere, die Milchstraße, ist relativ nah, 27.000 Lichtjahre entfernt, und hat so viel Masse wie vier Millionen Sonnen.
Diese Objekte, die sich stark von den Schwarzen Löchern unterscheiden, die entstehen, wenn großen Sternen der Brennstoff ausgeht, und die nur Dutzende von Sonnenmassen erreichen, sind der Schlüssel zur Entwicklung von Galaxien und des Universums. Es ist bekannt, dass es einen Zusammenhang zwischen der Größe einer Galaxie und dem schwarzen Loch gibt, das sie bewohnt, und auch, dass sich die Sterne in den Grenzen einer Galaxie schneller bewegen, je größer das zentrale Schwarze Loch ist, obwohl es sich außerhalb seiner “Gerichtsbarkeit” befindet. ” Gravitation.
In zehn Jahren will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) zwei ihrer wichtigsten wissenschaftlichen Missionen auf diese gewaltigen Objekte konzentrieren, um ihre Geheimnisse zu lüften. Der erste von ihnen, Athena (von der englischen Abkürzung für Advanced Telescope for High Energy Astrophysics) ist das größte bisher gebaute Röntgenteleskop, dessen Start für 2031 geplant war. Es wurde entwickelt, um die heißesten und energiereichsten Phänomene im Kosmos mit beispielloser Präzision zu erfassen und Informationen sammeln, um zwei grundlegende Fragen zu beantworten. Einer hat mit der Entwicklung von Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien zu tun. Die andere, mit der Art und Weise, wie sich gewöhnliche Materie, aus der Sterne oder Menschen bestehen, mit dunkler Materie, viel reichlicher, aber unsichtbar, verflechtet, um das Gewebe zu bilden, aus dem der Kosmos besteht.
Die zweite große wissenschaftliche Mission der ESA für das kommende Jahrzehnt ist LISA (Laser Interferometer Space Antenna), eine Konstellation aus drei Satelliten mit einer beispiellosen Anordnung zur Beobachtung von Gravitationswellen, einem Phänomen, das von Einstein vor mehr als einem Jahrhundert theoretisiert wurde, das aber zum ersten Mal nicht beobachtet wurde Zeit bis 2016. Wenn zwei extrem mächtige Objekte kollidieren, wie zum Beispiel die Schwarzen Löcher im Zentrum zweier verschmelzender Galaxien, erzittert das Raum-Zeit-Gefüge des Kosmos wie ein Teich im Meer, dass ein Stein geworfen wird Wie Wellen im Wasser verblassen sie mit zunehmender Entfernung, und wenn das Echo dieser Phänomene die Umgebung unseres Planeten erreicht, sind sie kaum wahrnehmbar und auf der Erdoberfläche sind sie in einer Vielzahl von Signalen aller Art begraben.
Auf der Erde haben Experimente wie Virgo und LIGO Gravitationswellen entdeckt, die durch die Verschmelzung relativ kleiner Schwarzer Löcher entstehen, die nur zehnmal so groß sind wie die Sonne. LISA wird in der Lage sein, sehr niederfrequente Gravitationswellen zu untersuchen, wie sie freigesetzt werden durch Schwarze Löcher Supermassereiche Schwarze bei der Begegnung. Dazu werden seine Satelliten weit entfernt von Störungen auf der Erdoberfläche in einer gleichseitigen Dreiecksformation im Abstand von 2,5 Millionen Kilometern im All platziert. Wie Bojen werden drei laserverbundene, frei fallende Sensoren winzige Wellen im Gewebe von Raum und Zeit erkennen, die kleiner als der Durchmesser eines Atoms sind.
Der Start von LISA war für 2034 geplant, da die ESA angesichts der Komplexität dieser Art von Missionen normalerweise mindestens fünf Jahre zwischen ihnen liegt. Die wissenschaftlichen Manager der Agentur sahen jedoch eine Gelegenheit, den Wert der Beobachtungen zu vervielfachen Athena und LISA, die sie dazu bringt, dieselben Phänomene mit unterschiedlichen Sinnen zu untersuchen. Als ob der erste den Anblick und der zweite die Berührung hätte, würde die Untersuchung der Verschmelzung von Schwarzen Löchern durch ihre Emissionen von Röntgenstrahlen und Gravitationswellen eine viel vollständigere Sicht des Phänomens bieten.
Um den Start des Gravitationswellen-Observatoriums voranzutreiben, war es notwendig, das Budget der ESA-Mitgliedsländer für ihr Weltraumforschungsprogramm zu erhöhen. Das geschah Ende November in Sevilla beim Treffen der für Weltraumaktivitäten zuständigen Minister der europäischen Länder. Erstmals seit 25 Jahren gab es einen deutlichen Anstieg dieser Position, der für die nächsten fünf Jahre 1.671 Millionen Euro erreichte. Mit der neuen Planung würde LISA im Jahr 2032 abreisen, nur ein Jahr später Athena.
Das Röntgenteleskop wird Messungen an Hunderttausenden von Schwarzen Löchern durchführen, einige nah und andere weiter entfernt, aber gerade die entferntesten, die in den ersten hundert Millionen Jahren des Universums entstanden sind, sind von Interesse die Verantwortlichen der Mission Zu verstehen, wie diese Objekte, die eine Art Galaxienmotor sind, entstanden sind, wird auch dazu beitragen, die Entwicklung des Universums zu verstehen und letztendlich die Geschichte besser zu verstehen, die eines Tages unser Erscheinen auf der Erde ermöglichte. In Kombination mit LISA wird es auch versuchen zu verstehen, warum einige dieser galaktischen Monster aktiv werden und beginnen, die Materie um sie herum zu verschlingen, intensive Strahlung in den Weltraum zu schleudern und das Innere ihrer Galaxien in aktive Kerne umzuwandeln. Die Milchstraße zum Beispiel ist zumindest vorerst eine schlafende Galaxie, aber das muss nicht immer so sein.
Diese gemeinsame Arbeit zweier sehr unterschiedlicher Observatorien wird nicht einfach sein. In derselben Woche im Magazin Naturastronomiediskutierten drei Forscher der University of Birmingham (Großbritannien) die Herausforderungen, einschließlich der Tatsache, dass, wie es sich für ein wissenschaftliches Pionierprojekt gehört, vieles über die zu analysierenden physikalischen Prozesse unbekannt ist. In der Zusammenarbeit würde LISA zunächst ein Phänomen wie die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher erkennen und dann ankommen Athena um die ultraenergetischen Emissionen aus der Kollision von Giganten zu analysieren. „Eine der Herausforderungen für Athena wird es sein, das wahre Ereignis von Gravitationswellen zu identifizieren [que detectó LISA] unter Hunderten von Kandidaten in ihrem Blickfeld“, schreiben die Autoren des Artikels. Obwohl sie vor den Schwierigkeiten der gemeinsamen Beobachtung warnen, erkennen sie an, dass die Gelegenheit für neue Entdeckungen und Beobachtungen, die unsere Sicht auf das Universum verändern, enorm ist.
