این لیزرهای قدرتمند چیستند؟

این عکس و عکس‌های مشابه، پرتوهای قدرتمند لیزر زرد رنگی را نشان می‌دهد که از داخل ساختمان تلسکوپ بزرگی به سوی آسمان تابیده شده‌اند. این‌جا یکی از بهترین مکان‌های رصدی آسمان در کره زمین است: قله پارانال در صحرای آتاکامای شیلی که محل یکی از محبوب‌ترین رصدخانه‌های ستاره‌شناسان در روی کره زمین است. آسمان بسیار تاریک آن را می‌توان از شکوهی که راه‌شیری در این عکس به نمایش گذاشته، متوجه شد.

این پرتوهای لیزر برای آن روشن شده‌اند تا با ایجاد ستاره‌هایی ساختگی در ارتفاع 90 کیلومتری جوّ زمین سامانه اپتیک سازگار تلسکوپ را تنظیم کنند.

برفراز کوه پارانال، مجموعه تلسکوپ‌های غول‌پیکر VLT قرار دارند که هر کدام از آن‌ها دارای آینه‌ای به قطر 8.2 متر است. این چهار تلسکوپ می‌توانند در دو حالت انفرادی و همزمان برای رصد سوژه‌های کیهانی مورد استفاده قرار گیرند. البته در کنار آن‌ها تلسکوپ‌های دیگری هم هست که دوتای آن‌ها را می‌توانیم در این تصویر ببینیم.

احتمالن عکس‌های مشابهی از این پرتوهای لیزر را در عکس‌های رصدخانه‌های دیگر دیده‌اید. برخی ممکن است تصور کنند این پرتوها به سمت ستارگان فرستاده می‌شوند تا بتوان از آن‌ها اطلاعات دریافت کرد؛ اما اینطور نیست.

این پرتوهای لیزر بخشی از یک سامانهء اپتیکی بسیار دقیق است که به تلسکوپ‌ها کمک می‌کند تا تصویرهای بسیار دقیق از سوژه‌های نجومی بگیرند. به این سامانه، اپتیک سازگار گفته می‌شود و هدف آن این است که اختلال‌ها و آشفتگی‌هایی را که جوّ کره زمین در نور ستارگان و اجرام کیهانی ایجاد می‌کند برطرف سازد.

اخترشناسان در اپتیک سازگار، آشفتگی‌های جوّی در همان بخش آسمان که قصد رصدکردنش را دارند، مشخص کرده و با کمک کامپیوترهای مخصوصی به آینه‌های تغییرشکل‌پذیر تلسکوپ فرمان می‌دهند تا این آینه‌ها با تغییرات بسیار سریع لازم که تا صدها بار در ثانیه می‌رسد، شکل خود را به نحوی تنظیم کنند تا اثر آشفتگی جوّی برطرف شود. با این فناوری می‌توان با تلسکوپ‌های زمینی عکس‌هایی گرفت که از نظر وضوح و دقت با عکس‌هایی که توسط تلسکوپ‌های فضایی گرفته می‌شود برابری کند.

آشفتگی‌های جوّی موجب به هم‌ریختگی نور ستارگان می‌شود. چشمک‌زدن ستاره‌ها ساده‌ترین اثری است که این آشفتگی‌ها بر نور آن‌ها می‌گذارند. چنین اختلال‌هایی باعث می‌شود که تلسکوپ‌ها نتوانند تصویر واضح و با جزئیات بالا از ستاره‌ها و دیگر اجرام نجومی تهیه کنند.

اما برای آن‌که سامانه اپتیک سازگار فعال شود و بتواند آشفتگی‌های جوّ موجود را تشخیص دهد، نیاز است تا تلسکوپ یک ستاره پرنور شاخص را در نزدیکی محل رصدش مشاهده کند و براساس نور دریافتی از آن محاسبات لازم برای تنظیمات آینه را انجام دهد. ولی ستاره‌های پرنور در همه جای آسمان وجود ندارند. این‌جاست که نقش این پرتوهای لیزر قدرتمند روشن می‌شود.

تأثیر اپتیک سازگار در ثبت جزئیات سیاره نپتون توسط تلسکوپ VLT ـ سمت راست تصویر معمولی بدون اپتیک سازگار است.

قدرت این لیزرها به قدری است که این پرتوها می‌توانند تا ارتفاع 90 کیلومتری جوّ زمین نفوذ کرده و به اتم‌های سدیمی که در آن ارتفاع وجود دارند برسند. طول موج (رنگ) این لیزرها طوری است که با تابیدن آن‌ها به اتم‌های سدیم موجب درخشش آن‌ها می‌شوند و آن‌ها را همچون ستاره‌ای پرنور، درخشان می‌کند. سپس سامانه اپتیک سازگار با مشاهده این ستاره‌های مصنوعی ِ لحظه‌ای می‌تواند وضعیت آشفتگی جوّ را تشخیص داده و تنظیمات لازم برای آینه‌ها را انجام دهد.

هر زمان که نیاز به استفاده از لیزرها شود، برای چند لحظه آن‌ها روشن شده تا ستاره‌های مصنوعی لازم را در بخش بالایی جوّ ایجاد کنند و سپس خاموش شده و کار رصد انجام می‌شود.

محل قرارگیری لیزرهای اپتیک سازگار در کنار بدنه‌ی تلسکوپ شماره چهار از چهارگانه‌ی VLT برفراز قله پارانال.

جالب است بدانید که این چهار لیزر توان 22 وات دارند و قطر هر پرتوی آن 30 سانتی‌متر است. قدرت این لیزرها حدود 4000 مرتبه از لیزرهای معمولی سخنرانی‌ها قدرتمندتر است!

Credit: ESO/F. Kamphues

از اواخر قرن بیستم، سامانه اپتیک سازگار با سامانه اپتیک فعال در کنار هم، در ساختمان تلسکوپ‌های جدید به کار گرفته می‌شوند تا این تلسکوپ‌های زمینی بتوانند با برطرف کردن آشفتگی‌های جوّی، بهترین و دقیق‌ترین تصویرها و داده‌های نجومی را از آسمان دریافت کنند.

تلسکوپ رصدخانه ملی ایران نیز از چنین فناوری‌هایی استفاده خواهد کرد. منتظر باشیم تا در آینده‌ای نزدیک، هر زمان که در طول شب از حوالی قله گرگش عبور کنیم، بتوانیم شاهد روشن شدن گاه و بی‌گاه لیزرهای قدرتمند آن باشیم.

عکس‌ها از: رصدخانه جنوبی اروپا ـ eso.org و رصدخانه ملی ایران

نویسنده: محمد همایونی