De ce trag astronomii cu lasere în spațiu? Taina din Atacama

Pentru prima dată în istoria sa, Very Large Telescope din Chile funcționează cu până la șapte lasere care emit raze în atmosferă. Dar de ce au nevoie astronomii de ele?

Dacă s-ar întâmpla să rătăcești prin deșertul Atacama din Chile în miezul nopții, ai putea fi martorul unei scene extraordinare: imaginea unor lasere uriașe care străpung cerul. De la distanță, i-ai vedea ieșind dintr-o structură de science-fiction situată pe vârful unui munte, ca și cum ar fi ascunzătoarea unui personaj negativ, scrie BBC.

De aproape, însă, ai descoperi că sursa este de fapt un telescop, unul deosebit de mare, alcătuit din mai multe clădiri. În interior, echipele de astronomi din tura de noapte ar poziționa laserele pentru a crea o „stea artificială” la marginea atmosferei Pământului.

Dacă ai trece pe acolo în această seară, ai putea să-i vezi lansând patru raze laser din patru clădiri separate de pe vârful muntelui în același timp, ceea ce ar fi o premieră.

Acesta este Very Large Telescope (VLT) de la Paranal, operat de Observatorul European de Sud (ESO), pe care BBC l-a vizitat recent. La sfârșitul anului 2025, inginerii de acolo au finalizat instalarea ultimului dintr-o serie de noi lasere puternice menite să-i ajute pe astronomi să scruteze cosmosul cu o precizie mai mare, aducând numărul total la șapte. Dar de ce au nevoie telescopele de astfel de lasere?

Originea tehnologiei: de la Războiul Rece la explorarea spațiului

Ideea utilizării laserelor în astronomie își are originea în perioada Războiului Rece, când armata americană a dezvoltat tehnologia necesară pentru urmărirea sateliților sovietici. Astronomii au realizat în cele din urmă că tehnici similare i-ar ajuta să-și îmbunătățească observațiile de la sol.

De ce? Telescoapele de la suprafața Pământului se confruntă cu o barieră cu care telescoapele spațiale nu se confruntă: atmosfera. Gazele care înconjoară planeta noastră distorsionează lumina stelelor înainte ca aceasta să ajungă la oglinda unui telescop de la sol. De asemenea, condițiile atmosferice se schimbă continuu.

„Suntem protejați de atmosfera noastră, ceea ce este fantastic. Dar, ca astronom, este îngrozitor, deoarece atmosfera afectează, practic, claritatea luminii provenite de la stele și galaxii”, spune astronomul Amelia Bayo, cercetătoare de proiect la ESO, care oferă consultanță privind modul de a valorifica la maximum instrumentele VLT. „Dacă nu compensezi efectul atmosferei, steaua ta va apărea în diferite locuri pe detector și vei obține o imagine neclară.”

Ce este optica adaptivă și cum funcționează

Atmosfera noastră este bogată în sodiu. Ea ne oferă o pânză pe care putem așeza steaua oriunde dorim – Amelia Bayo

Pentru a depăși această problemă, astronomii aplică o abordare numită „optică adaptivă”. „Punerea în practică este dificilă, dar ideea este extrem de simplă”, explică Bayo. După ce lumina distorsionată lovește oglinda primară a telescopului, aceasta se reflectă către o altă oglindă mai mică, care se poate deforma pentru a se potrivi, practic, cu distorsiunea atmosferică și a o corecta.

În VLT, una dintre aceste oglinzi adaptive conține materiale piezoelectrice, care pot genera o sarcină electrică, capabile să-și schimbe forma la „viteze nebunești”, spune Bayo. Oglinzile sunt, de asemenea, suspendate într-un câmp magnetic. „Este incredibil de mișto. Practic, plutesc”, adaugă ea.

Cum creează laserele o stea artificială pe cer

Totuși, pentru ca optica adaptivă să funcționeze, astronomii au nevoie de o stea ca punct de referință – un punct fix pe cer. Și, ceea ce este esențial, aceasta trebuie să fie strălucitoare. De ce? „Imaginează-ți că asculți o melodie și vrei să îi deslușești melodia”, explică Bayo. „Dacă volumul este redus, dacă există mai mult zgomot sau dacă auzi doar sunete înalte sau joase, s-ar putea să nu-ți dai seama ce melodie este.” La fel se întâmplă și cu stelele; o stea strălucitoare oferă mai multe informații care ajută la corectarea distorsiunii atmosferice.

Uneori este posibil să se folosească stele naturale, dar când astronomii observă o porțiune de cer în care nu există stele suficient de strălucitoare, apelează la lasere.

Tragerea cu lasere în direcția în care privesc excită un strat bogat în sodiu din atmosferă, la aproximativ 90 km (56 mile) deasupra solului. Acești atomi de sodiu vor emite apoi fotoni pe care oglinzile telescopului îi pot capta. Pe scurt, o stea artificială. „Atmosfera noastră este bogată în sodiu. Ea oferă o pânză pe care putem plasa steaua oriunde dorim”, spune Bayo.

Laserele de ultimă generație instalate la telescoapele VLT

Laserele instalate acum la VLT sunt de ultimă generație. Bayo își amintește că generația anterioară era dificil de calibrat, necesitând coloranți lichizi toxici și zile întregi de muncă inginerială pentru a asigura stabilitatea. „Înainte, era aproape ca și cum ai fi ținut un indicator laser într-o mână tremurândă, iar acum ai un dispozitiv perfect stabil care lansează un laser mult mai puternic.” Astăzi, astronomii apasă pur și simplu un buton pentru a lansa laserul, iar acesta rămâne fix pe poziție toată noaptea.

După modernizările din 2016, unul dintre cele patru telescoape VLT cu diametrul de 8,2 m (27 ft) (Yepun) a dobândit capacitatea de a lansa patru lasere simultan, ceea ce le permite astronomilor să corecteze perturbările atmosferice pe un câmp vizual mai larg. Fiecare laser emite o putere de 22 de wați – de aproximativ 4.000 de ori mai mare decât valoarea maximă permisă pentru un indicator laser – într-un fascicul cu diametrul de 30 cm (12 in).

O rețea gigantică de telescoape interconectate

Începând cu 2026, cele patru telescoape principale ale VLT (Antu, Kueyen, Melipal și Yepun) își pot uni forțele – într-un fel de „Power Rangers” astronomici – pentru a emite raze laser simultan, formând un singur telescop „virtual” gigant cu un câmp vizual mai larg. Lucrând împreună, cele patru oglinzi mari ale fiecăruia dintre aceste patru telescoape pot surprinde detalii de multe ori mai clare decât ar putea-o face unul singur.

VLT a stat la baza unora dintre cele mai semnificative descoperiri astronomice ale secolului XXI, inclusiv prima imagine a unei planete extrasolare (una care se află în afara Sistemului nostru Solar) și pozițiile stelelor individuale care se mișcă în jurul găurii negre supermasive din centrul Căii Lactee.

Ce se întâmplă dacă un avion trece prin fasciculul laser

O ultimă întrebare pe care v-ați putea-o pune: ce se întâmplă dacă trece un avion pe deasupra? La urma urmei, chiar și cele mai mici indicatoare laser prezintă riscul de a orbi piloții.

„Avioanele pot, desigur, să treacă deasupra observatorului, dar avem un mecanism de siguranță”, explică astronomul Itziar de Gregorio Monsalvo, reprezentantul ESO în Chile. „Dacă avioanele trec în apropierea zonei în care observăm, laserele se opresc automat.”

Așadar, asta înseamnă că, dacă ați dori să vedeți un telescop foarte mare care lansează laserele sale uriașe în Atacama, probabil că ar trebui să vă apropiați de la sol. Dar dacă ați face-o, ați întâlni o scenă rar întâlnită în viața de zi cu zi: un telescop care luminează o stea artificială la marginea atmosferei planetei noastre.