Движение воздуха в атмосфере незначительно изменяет его коэффициент преломления и искажает изображение неба в телескопе. Для компенсации этих искажений астрономы используют адаптивную оптику - деформируемые зеркала. Используя свет яркой (опорной) звезды, можно динамически подстраивать (со скоростью до сотен герц) адаптивные зеркала так, чтобы изображение этой звезды получилось резким. И тогда, помимо самой звезды, можно наблюдать без искажений соседние слабые звезды и участки Галактики поблизости.
Чтобы нацелить телескоп на участок неба, где нет опорных звезд, астрономы создают искуственные лазерные звезды. "Изготавливаются" 2 типа опорных звезд - натриевые и рэлеевские.
Для создания натриевых звезд используется лазер с длиной волны 589 нанометров. У самой границы космического пространства, на высоте 95 километров, в мезосфере, есть 5-километровый слой с повышенным содержанием электрически нейтральных атомов натрия. Лазер как раз настроен на их линию поглощения, 589 нанометров. Непрерывно излучающий лазер мощностью 1 Вт позволяет получить звезду 11-й величины (500 фотонов на квадратный метр в миллисекунду). Оранжевый луч "просвечивает" насквозь 90-километровый воздушный слой и заставляет светиться атомы натрия, тонкий слой которых сосредоточен на границе с космосом. "Дрожание" светящейся точки ученые связывают с турбулентностью, то есть с тепловым движением воздуха. По виду искусственной звезды специальная аппаратура выявляет и корректирует искажения, вносимые земной атмосферой. Для этого служит особое гибкое зеркало, от которого по пути к приемнику излучения отражается собранный телескопом свет. По командам компьютера его форма меняется сотни раз в секунду, фактически синхронно с флуктуациями атмосферы.
Рэлеевские звезды создаются импульсными лазерами с короткой длиной волны. Луч импульсного лазера фокусируется на высоте H от 10 до 20 км над землей, обратный сигнал формируется светом, рассеянным назад флуктуациями плотности воздуха. Это рэлеевское рассеяние более эффективно на коротких волнах (сечение пропорционально ), что объясняет голубой цвет ясного неба и увеличение поглощения голубого света звезд.
По материалам www.astronet.ru