在西班牙加那利群岛的拉帕尔马岛上,矗立着世界上最大的光学望远镜——格兰望远镜(GranTeCan)。该望远镜正致力于一项突破性的技术:利用超强激光在大气层中“制造”人造恒星,以解决地面天文观测中因缺乏明亮参考星而导致的精度瓶颈问题。
传统天文观测依赖天空中天然存在的明亮恒星作为“引导星”,以此测量大气湍流对光线的干扰,并驱动望远镜的自适应光学系统实时调整镜面形状以抵消变形。然而,当目标天体附近缺乏足够明亮的天然恒星时,大气扰动无法被准确量化,导致观测数据失真。为突破这一限制,格兰望远镜团队开发了一套基于激光的引导星生成系统。
据加那利群岛天文研究所(IAC)仪器部门负责人马科斯·雷耶斯介绍,该系统发射特定波长的钠激光,将光束射向距地面约90公里高的中间层。该高度富含钠原子,激光撞击后会激发出橙色的光子并返回地面。自适应光学系统通过捕捉这些返回光,即可精确测量大气湍流。这种人造引导星可指向天空任意位置,且能在极短时间内完成多次测量,有效捕捉瞬息万变的大气状态。
该技术目前处于测试阶段,预计将于2027年正式投入运行。其核心优势在于能将大气湍流的修正频率提升至每秒1000次,通过指令驱动望远镜的可变形镜面,实时“重算”光线路径,确保成像清晰锐利。这一突破意味着科学家无需依赖昂贵的空间任务,仅凭地面设备即可对系外行星、邻近星系等目标进行前所未有的详尽研究。
对于中国天文行业而言,这一技术路线的成熟验证了“地面大口径望远镜+先进自适应光学”在深空探测中的巨大潜力,提示我们在未来深空观测网络建设中,应高度重视激光导星等关键辅助技术的自主研发与集成应用。
