阿塔卡玛的人造星星

欧洲南方天文台发布的一张引人注目的新照片展示了现代天文学中视觉上最惊人的技术之一的运作：强大的激光束从智利帕拉纳尔天文台的超大型望远镜向上投射，在银河系的广阔背景下，在上层大气中创建闪闪发光的人造星星。这张由智利天体摄影师亚历克西斯·特里戈拍摄的图像被选为2026年2月17日的太空照片大奖，生动地说明了地基天文台如何克服自伽利略以来一直困扰天文学家的根本限制。

照片中展示了从望远镜部件向清晰的沙漠天空投射的多条橙色-黄色激光束，每束都在地球表面上方大约90公里处的大气中一个微小的明亮点处结束。这些人造导向星通过激励位于地球表面上方约90公里高度的大气层中的钠原子而创建，用作自适应光学系统的参考点，该系统纠正大气湍流引起的持续模糊。

激光导向星的工作原理

激光导向星背后的原理在概念上是优雅的，但在执行上是技术上的要求。地球大气对生命至关重要，但对天文学家来说是持续的麻烦。不同温度和密度的空气口袋在任何望远镜上方不断移动和旋转，将光线以略微不同的方向弯曲。这种大气湍流是导致肉眼观看星星闪烁的现象，对于休闲天文观测来说很迷人，但对精确的天文成像来说是毁灭性的。

为了抵抗这种影响，超大型望远镜将钠激光束投射到天空中，目标是大约90公里高度的钠原子的薄层。这些钠原子是在大气中燃烧的流星的残留物，留下了一个持久的金属层。当激光光线照射这些原子时，它们会发荧光，产生一个明亮的点光源，充当人造星。

自适应光学系统然后每秒数百次监控这个人造星，测量大气在任何给定时刻究竟如何扭曲其光。计算机实时处理这些测量值，并向可变形镜器发送命令；一种可以每秒多次改变其形状以补偿大气失真的灵活镜子。结果是具有从太空可以实现的清晰度水平相近的图像，有效地从等式中移除了大气。

  • 照片由天体摄影师亚历克西斯·特里戈在智利阿塔卡玛沙漠的帕拉纳尔天文台拍摄
  • 激光导向星通过激励大约90公里高度的钠原子而工作；这些是燃烧流星的残留物
  • 自适应光学系统每秒数百次测量大气失真，并实时进行纠正
  • 三个额外的单位望远镜在2025年12月获得激光升级以支持VLTI和GRAVITY+仪器
  • 该技术使地基望远镜能够实现接近太空基础天文台的图像清晰度

超大型望远镜

帕拉纳尔天文台是欧洲南方天文台旗舰设施超大型望远镜的所在地，由四个单位望远镜组成，每个都拥有8.2米的主镜。这些望远镜无论是个别运作还是作为干涉仪一起运作，都是有史以来制造的最有成效的天文仪器之一，对从外行星的第一张直接图像到银河系中心超大质量黑洞的检测等多项发现做出了贡献。

每个单位望远镜都在特里戈照片的背景中耸立，其独特的圆柱形外壳在星空背景下呈现剪影。望远镜坐落在智利阿塔卡玛沙漠的一座2635米高的山峰塞罗帕拉纳尔之上，这是地球上最干燥和天文学上最清洁的地点之一。高海拔、最小的光污染、干燥的空气和稳定的大气条件的结合使阿塔卡玛成为光学和红外天文学的理想场所。

最近的激光升级

这张照片特别及时，因为VLT最近完成了其激光导向星功能的重大扩展。2025年12月，三个额外的单位望远镜配备了自己的激光系统，加入了第四个单位望远镜（称为梅利帕尔），该望远镜曾是唯一具有激光导向星功能的。升级是为了支持超大型望远镜干涉仪和先进的GRAVITY+仪器进行的，这要求在所有四个望远镜上进行自适应光学校正以达到其完全的科学潜力。

现在所有四个单位望远镜都配备了激光导向星，天文台可以比以往更有效地纠正大气失真，特别是在干涉仪模式下使用望远镜时。干涉仪将来自多个望远镜的光线结合在一起，以实现与它们之间的距离一样大的望远镜的角分辨率，这是一项非常强大的技术，使得天文学中一些最精密的测量得以进行。

阿塔卡玛：天文学的顶级房地产

阿塔卡玛沙漠已成为地基天文观测的全球中心，除了在帕拉纳尔主持VLT外，还主持了阿塔卡玛大毫米阵列、拉西拉天文台和在建的超级极大望远镜，该望远镜在本十年后期开始运作时将拥有39米的主镜。在单一地区集中放置世界级天文台反映了阿塔卡玛大气条件、地理优势和支持制度框架的独特结合。

该地区的非凡干旱是一个关键因素。大气中的水蒸气吸收红外光，这传递了关于遥远恒星、星系和行星系统的至关重要的信息。阿塔卡玛在某些地区每年降雨不足一毫米，使其大气成为地球上红外观测中最透明的大气之一。高海拔进一步减少了望远镜光必须通过的大气量，沙漠的偏远位置确保了来自人类活动的最小光污染。

艺术与科学的汇聚

像特里戈的照片这样的图像在天文学界起着双重目的。它们同时是尖端技术的科学文献记录和传达人类理解宇宙努力的美丽和宏伟的艺术作品。银河系的古老光线与伸向它的精密工程激光束之间的对比体现了人与宇宙关系的本质：我们始终以奇迹向上看，现在我们正用越来越复杂的工具向上伸展以看得更清楚。

当VLT继续以增强的自适应光学能力进行工作时，激光产生的人造星星将使难以预测的发现成为可能。从表征外行星的大气到绘制银河系中央黑洞周围气体云的动力学，这张照片中捕捉到的技术不仅在视觉上壮观，而且在科学上是变革性的。激光可能是人工的，但它们帮助我们研究的星星是非常真实的。

这篇文章基于Space.com的报道。阅读原文。