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Suche nach Gravitationswellen: LISA Pathfinder noch genauer als gedacht

Schon nach wenigen Monaten im All war klar, dass der Erprobungssatellit LISA Pathfinder alle Erwartungen übertroffen hatte. Doch dessen Genauigkeit bei der Suche nach Gravitationswellen wurde danach trotzdem noch einmal deutlich erhöht.

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Suche nach Gravitationswellen: LISA Pathfinder noch genauer als gedacht

Künstlerische Darstellung von LISA Pathfinder

(Bild: ESA–C.Carreau )

Obwohl die ESA-Mission LISA Pathfinder bereits am Anfang alle Erwartungen übertroffen hatte, konnte die Genauigkeit ihrer Instrumente im Laufe der Zeit noch einmal deutlich erhöht werden. Wie die Europäische Weltraumagentur nun mitteilte, konnten schließlich Erschütterungen im Bereich von 20 µHz (0.00002 Hz) analysiert werden. Die Testmission hat dabei in Teilen schon Genauigkeiten erreicht, die erst von ihrem Nachfolger erwartet wurden.

Oben die von LISA-Pathfinder verlangte Genauigkeit, unten die von LISA; blau die zu Missionsbeginn erreichte und rot die alles noch einmal übertreffende vom Februar 2017

(Bild: ESA/LISA Pathfinder Collaboration )

LISA soll es deswegen möglich sein, nicht nur einzelne Gravitationswellen aufzuspüren, sondern deren Nachwirkungen monate- oder jahrelang verfolgen können. Die Sonde soll 2034 gestartet werden.

Mit LISA Pathfinder hatte die ESA die Technik getestet, mit der ein künftiges Weltraumobservatorium nach Gravitationswellen suchen soll, die technisch bedingt auf der Erde nicht nachgewiesen werden können. In der Sonde befanden sich dazu zwei je 2 Kilogramm schwere, 46 Millimeter messende Würfel aus einer besonders dichten und nicht-magnetischen Gold-Platin-Legierung. Die schwebten in einem Abstand von 38 Zentimeter zueinander in der Sonde. Die hielt ihre Position äußerst präzise, damit die Testmassen frei schwebten. Sie werden dann an ihren Positionen im freien Fall mit bislang unerreichter Genauigkeit von einem Laserinterferometer überwacht, um die Auswirkungen von Gravitationswellen zu beobachten. Dieses Experiment kann auf der Erde wegen der äußeren Einflüsse nicht vorgenommen werden.

Wie die Forscher nun erläutern, wurde das Innere der Sonde im Verlauf der Mission immer ruhiger, nachdem geringste Reste von Gasmolekülen verschwanden. Verschiedene Ursachen von störendem Rauschen konnten danach ebenso noch herausgerechnet werden, so dass bereits auf diesem Erprobungssatelliten immens genaue Messungen möglich waren. Der Nachfolger der inzwischen deaktivierten Sonde werde das Universum also mit nie dagewesener Genauigkeit analysieren und das angesichts bereits entdeckter Gravitationswellen abgegebene Versprechen einer neuen Astronomie einlösen können, hoffen die Forscher. (mho)

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