La Agencia Espacial Europea (ESA) confirmó el jueves, 25 de enero, que la misión espacial LISA ha superado con éxito la fase de estudio y entra de lleno en la fase de implementación para hacer realidad la construcción del primer observatorio espacial de ondas gravitacionales. La previsión es que LISA (Antena Espacial de Interferometría Láser) se ponga en órbita a mediados de la década de 2030.

La misión LISA es posible por la colaboración entre la ESA, que la lidera, las agencias espaciales de sus estados miembros, la NASA y un consorcio científico internacional, el Consorcio LISA, en el que participa la Universidad de las Islas Baleares.

Papel destacado de la UIB

La Universidad de las Islas Baleares tiene un papel destacado en la misión espacial europea LISA. No obstante, la UIB es la tercera institución con más contribución de personal al Consorcio LISA, que tiene más de 1700 miembros en todo el mundo. En total, 20 investigadores del grupo de investigación en Física Gravitacional: teoría y práctica (GRAVITY), que lidera la doctora Alicia Sintes, y dos del grupo de Relatividad y Gravitación (GRG) participan en el consorcio de la misión LISA. Todos los investigadores son también miembros del Instituto de Aplicaciones Computacionales de Código Comunitario (IAC3) de la UIB.

Los investigadores del grupo GRAVITY han asumido responsabilidades destacadas en el marco de la misión LISA. Es el caso de la doctora Anna Heffernan, contratada postdoctoral, que codirige el equipo de trabajo de LISA encargado de coordinar y supervisar el desarrollo de plantillas de forma de onda para el análisis de señales de esta misión. A su vez, la doctora Heffernan es miembro del grupo dedicado a la gestión de la comunicación interna de LISA y el pasado mes de noviembre de 2023 fue nombrada miembro del Consejo Constituyente del Consorcio LISA.

Además, el doctor Sascha Husa, investigador colaborador de la UIB e investigador científico del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC), lidera un grupo de trabajo dedicado a la elaboración de modelos de formas de onda de sistemas binarios de agujeros negros para LISA.

La participación de los investigadores de la UIB en la misión LISA se realiza principalmente a través de dos proyectos. El primero es el proyecto «Tecnologías avanzadas para la exploración del universo y sus componentes» (SINCO2022/6719), que ha obtenido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación (Fondo MRR) y la Consejería de Fondos Europeos, Universidad y Cultura, con fondos Next Generation EU de la Unión Europea (PRTR-C17. I1), a través del programa de I+D+I en el marco del Plan complementario de astrofísica y física de altas energías.

El segundo proyecto es «De LIGO a LISA: Hacia una nueva era de la astronomía de ondas gravitacionales» (GWera) (PRD2018/24), que ha obtenido financiación del Gobierno de las Islas Baleares a través de la Dirección General de Política Universitaria e Investigación mediante el Fondo para el Impulso del Turismo Sostenible.

Paso adelante hacia el primer observatorio espacial de ondas gravitacionales

La decisión del Comité de Programa Científico de la ESA significa que LISA ha superado una revisión importante con muy buena nota: todo el concepto —desde la definición de la misión global y las operaciones hasta el hardware espacial a construir— ha resistido el escrutinio intenso de los revisores de la ESA. Ahora, el Comité de Programa Científico de la agencia espacial ha confirmado que LISA está bastante madura y que el desarrollo de la misión puede proseguir según lo planteado.

LISA pasará ahora a la fase de implementación, para construir los instrumentos y los tres satélites que seguirán la Tierra en su órbita alrededor del Sol, formando un triángulo equilátero en el espacio. Cada lado del triángulo tendrá 2,5 millones de kilómetros de longitud (más de seis veces la distancia entre la Tierra y la Luna), y las tres naves intercambiarán rayos láser a través de esta distancia.

La ciencia de LISA para explorar un universo invisible

LISA podrá detectar radiación gravitatoria en la ventana aún no explorada entre 0,1 mHz y 1 Hz, unas ondas que no pueden detectar los detectores terrestres. Las ondas en este rango de frecuencia se crean en la colisión y fusión de dos agujeros negros masivos, un millón o más veces más pesados que nuestro Sol, que se esconden en los centros de galaxias lejanas aún en formación. LISA será sensible a estas fusiones a través de la historia del universo y sondeará directamente el origen y el crecimiento de los agujeros negros masivos, aún desconocidos.

Sólo LISA podrá detectar ondas gravitacionales de agujeros negros estelares que giran alrededor de los agujeros negros masivos en los núcleos galácticos, para sondear la geometría del espacio-tiempo y probar la gravedad en sus bases. LISA también detectará un gran número de objetos compactos binarios y múltiples en nuestra galaxia de la Vía Láctea para explicarnos la evolución binaria estelar, y «verá» la galaxia más allá del centro galáctico, incluidos muchos objetos que permanecen invisibles para todos los demás instrumentos astronómicos.

En resumen, LISA complementará el conocimiento sobre el inicio, la evolución y la estructura del universo. Además, el estudio de las ondas gravitacionales tiene un potencial enorme para descubrir aquellas partes del universo que aún no se observan, como las repercusiones gravitacionales del big-bang, las ondas del espacio que surgen de las perturbaciones del plasma primigenio y otros fenómenos aún desconocidos. Trabajando conjuntamente con otros métodos astronómicos y observatorios de ondas gravitacionales en la Tierra, los científicos de LISA contribuirán a los próximos grandes descubrimientos para responder preguntas como «¿Cuáles son las leyes fundamentales del universo?» y «¿Cómo se originó el universo y de qué está hecho?».