聶云
2016年4月26日,南美洲智利,在歐洲南方天文臺(tái)旗下的帕拉納天文臺(tái),4道激光光束劃破寧靜的夜空,在天空中造出了4顆明亮的人造星。
這是一種叫做“4激光導(dǎo)星”的激光設(shè)備,它能向太空中發(fā)射4束激光,并創(chuàng)造出4顆虛擬小恒星。4激光導(dǎo)星設(shè)備的作用并非是為了進(jìn)行某項(xiàng)實(shí)驗(yàn),而是協(xié)助天文學(xué)家進(jìn)行天文觀測。
在人跡罕見的郊外,抬頭望向夜晚晴朗的天空,我們可以看到那些一閃一閃的恒星。實(shí)際上,遙遠(yuǎn)恒星向外發(fā)射的光線是連續(xù)不斷的,所以,在理想情況下,我們應(yīng)當(dāng)看到的是一顆亮度一直不變的星星才對。但真實(shí)情況卻是它們總是不停地閃爍,這主要是因?yàn)榈厍虼髿鈱拥淖饔谩L(fēng)速、大氣溫度和大氣密度等因素都會(huì)影響光線的傳播路徑和亮度,而這些因素又是肉眼不可見且不斷變化的,這就使來自遙遠(yuǎn)恒星的光穿過大氣層后,抵達(dá)我們眼睛的角度和亮度不同,所以,我們眼中的星星是一閃一閃的。
正是這一再正常不過的現(xiàn)象,成了天文學(xué)家進(jìn)行天文觀測時(shí)所遇到的最難纏問題,即使他們有著先進(jìn)的觀測設(shè)備。
盡管在我們眼中,星星是閃爍的,但在天文望遠(yuǎn)鏡“看”來,它的視野中卻是一個(gè)模糊的光斑。不過好在天文望遠(yuǎn)鏡帶有自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng),它能隨時(shí)根據(jù)大氣信息,然后通過一個(gè)可變形的鏡面,從而調(diào)整望遠(yuǎn)鏡所接收的光線,使望遠(yuǎn)鏡獲得一個(gè)清晰的恒星圖像。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的大氣信息來自于跟觀測恒星極其接近的已知恒星,這種參考星被稱為導(dǎo)星。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)通過比較導(dǎo)星光線的變化,從而得出大氣信息,緊接著再對可變形鏡面進(jìn)行調(diào)整。只是在很多情況下,正被觀測的恒星附近并沒有導(dǎo)星,使得自適應(yīng)系統(tǒng)無法使用。
因此,天文學(xué)家就想出了一個(gè)辦法,在遠(yuǎn)超大氣層的上方制造出“恒星”,讓這顆虛擬恒星成為導(dǎo)星,這樣,就可以隨時(shí)使用自適應(yīng)系統(tǒng)了。不過一顆虛擬恒星所提供的大氣信息還不夠多,于是,天文學(xué)家就選擇了4激光導(dǎo)星設(shè)備,用它來制造4顆虛擬恒星。
4激光導(dǎo)星的激光器呈四角分布,并可以轉(zhuǎn)向太空中任何方向。每個(gè)激光器的直徑都是30厘米,且功率都為22W。4激光導(dǎo)星設(shè)備向太空發(fā)射4束波長為589.2納米的鈉原子激光,這4束由鈉原子發(fā)射的激光會(huì)激活鈉層中90千米處的天然鈉原子。隨后,被激活的天然鈉原子就會(huì)發(fā)光,4顆虛擬的“鈉恒星”就形成了。當(dāng)我們用肉眼看向那4顆虛擬恒星,如果沒人提醒,那么我們很可能會(huì)以為那是4顆較暗且從未被發(fā)現(xiàn)的新恒星。實(shí)際上,它們是4個(gè)人造光點(diǎn)。
4顆虛擬恒星被制造出來后,它們所散發(fā)的光線會(huì)穿過大氣層,被天文望遠(yuǎn)鏡接收。這些光線信息會(huì)傳輸至自適應(yīng)系統(tǒng),由于自適應(yīng)系統(tǒng)里已錄入4顆虛擬恒星理想條件下的光線信息應(yīng)該是什么樣的,通過把實(shí)際接收到的光線信息與理想光線信息相比較,就可以得出大氣對光線造成了何種和多大程度的影響,緊接著得出大氣信息。
除了4激光導(dǎo)星設(shè)備,如今,更是有6激光導(dǎo)星設(shè)備正在研發(fā)中。所以,如果您將來在夜空中發(fā)現(xiàn)6顆連起來呈幾何圖形的“恒星”,那么它們有可能是人造的。