चिले के अटाकामा रेगिस्तान में कुछ रातों में एक उल्लेखनीय दृश्य देखा जा सकता है: आकाश को काटती हुई विशाल लेजर बीम। काफी दूरी से, ये किरणें एक जटिल पहाड़ी संरचना से निकलती हुई प्रतीत होती हैं, जो विज्ञान-कथा दृश्यों की याद दिलाती हैं।
करीब से देखने पर पता चलता है कि इन लेज़रों का स्रोत कई इकाइयों से बना एक बड़ा दूरबीन है। इन्हीं सुविधाओं में रात की खगोलविदों की टीमें पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परतों में एक 'कृत्रिम तारा' उत्पन्न करने के लिए लेज़रों को तैनात करती हैं।
हाल ही में उस क्षण को दर्ज किया गया जब खगोलविदों ने पहाड़ की चोटी पर विभिन्न संरचनाओं से चार लेज़रों को एक साथ दागा। यह उपकरण बहुत बड़ा टेलीस्कोप (VLT) है, जो चिली के पारानाल में स्थित है, और इसके संचालन यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (ESO) द्वारा किया जाता है। 2025 के अंत में, इंजीनियरों ने सात तक कुल संख्या बढ़ाते हुए शक्तिशाली लेज़रों में से अंतिम की स्थापना पूरी कर ली।
खगोल विज्ञान में लेज़रों का उपयोग शीत युद्ध (1947-1991) में इसकी जड़ें रखता है, जब अमेरिकी सशस्त्र बलों ने सोवियत संघ (1922-1991) के उपग्रहों की निगरानी के लिए तकनीक विकसित की थी। बाद में खगोलविदों ने पहचाना कि समान तरीके जमीनी अवलोकनों को अनुकूलित कर सकते हैं।
सतह पर दूरबीनों के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती पृथ्वी का वातावरण है। इस वातावरण में मौजूद गैसें तारों के प्रकाश को उन उपकरणों के दर्पणों तक पहुंचने से पहले विकृत कर देती हैं, और वायुमंडलीय स्थितियां लगातार बदल रही हैं।
खगोलशास्त्री अमेलिया बायो, ESO की परियोजना वैज्ञानिक और VLT के प्रदर्शन की मार्गदर्शक, बताती हैं कि हालांकि वातावरण सुरक्षा प्रदान करता है, लेकिन यह सितारों और आकाशगंगाओं से आने वाली रोशनी की स्पष्टता के लिए हानिकारक है। मुआवजे के बिना, डिटेक्टर द्वारा कैप्चर की गई छवि अस्थिर और धुंधली होगी।
इस समस्या को हल करने के लिए, खगोलविद 'अनुकूली ऑप्टिक्स' नामक एक तकनीक का उपयोग करते हैं। बायो विस्तार से बताती हैं कि विकृत प्रकाश के प्राथमिक दर्पण से टकराने के बाद, इसे एक द्वितीयक दर्पण की ओर पुनर्निर्देशित किया जाता है जो इसे विकृत कर सकता है, इस प्रकार वायुमंडलीय विरूपण को ठीक करता है।
VLT में, ऐसे अनुकूली दर्पणों में पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री शामिल होती है, जो उच्च गति पर विद्युत आवेश उत्पन्न करने और अपना आकार बदलने में सक्षम होती है। इसके अलावा, इस दर्पण को एक चुंबकीय क्षेत्र के भीतर निलंबित रखा जाता है, जिससे यह उत्तोलन की स्थिति में रहता है।
अनुकूली ऑप्टिक्स के काम करने के लिए, आकाश में एक स्थिर और चमकीला संदर्भ बिंदु, एक चमकीला तारा, आवश्यक है। बायो एक धुन की पहचान करने के सादृश्य का उपयोग करती हैं: यदि ध्वनि कमजोर है या उसमें बहुत शोर है, तो पहचान करना मुश्किल है। इसी तरह, एक चमकीला तारा विरूपण को ठीक करने में सहायता के लिए अधिक डेटा प्रदान करता है।
हालांकि प्राकृतिक तारों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन उन क्षेत्रों का अवलोकन करने के लिए जिनमें पर्याप्त चमकीले तारे नहीं हैं, खगोलविद लेज़रों का सहारा लेते हैं। जब उन्हें अवलोकन की दिशा में दागा जाता है, तो लेज़र वायुमंडल में सोडियम से भरपूर परत को उत्तेजित करते हैं, जो लगभग 90 किमी की ऊंचाई पर होता है। सोडियम के परमाणु फोटॉन छोड़ते हैं जिन्हें दूरबीन के दर्पणों द्वारा पकड़ा जाता है, इस प्रकार कृत्रिम तारा बनता है।
VLT के लेज़र उन्नत तकनीक का उपयोग करते हैं। बायो पिछली प्रणालियों की तुलना वर्तमान उपकरणों से करती हैं, जिनके लिए जहरीले तरल रंगों और स्थिरता के लिए लंबे इंजीनियरिंग समय की आवश्यकता होती थी, उन वर्तमान उपकरणों से जो पूरी तरह से स्थिर हैं और बहुत अधिक शक्तिशाली बीम उत्सर्जित करते हैं, जिसके लिए केवल बटन दबाने की आवश्यकता होती है ताकि लेज़र पूरे रात के लिए स्थिर रहे।
2016 में अपडेट के बाद, VLT के चार 8.2 मीटर दूरबीनों में से एक, जिसका नाम येपुन है, ने एक साथ चार लेज़र दागने की कार्यक्षमता प्राप्त की, जिससे व्यापक दृश्य क्षेत्र में वायुमंडलीय गड़बड़ी को ठीक करना संभव हो गया। प्रत्येक लेज़र में 22 वाट की शक्ति होती है, जो 30 सेमी व्यास के बीम में केंद्रित लगभग चार हजार गुना लेजर पेन की अधिकतम शक्ति के बराबर होती है।
वर्तमान में, VLT के चार मुख्य दूरबीनें (एंटू, क्यूयेन, मेलिपल और येपुन) एक साथ संचालित हो सकती हैं, जिससे एक विशाल 'आभासी' दूरबीन बनती है जिसमें व्यापक दृश्य क्षेत्र होता है। एक साथ, उनके बड़े दर्पण किसी भी उपकरण की तुलना में बहुत अधिक स्पष्ट विवरण कैप्चर कर सकते हैं।
VLT 21वीं सदी में महत्वपूर्ण खगोलीय खोजों में मौलिक रहा है, जिसमें एक एक्सोप्लैनेट की पहली छवि और आकाशगंगा के केंद्रीय ब्लैक होल की परिक्रमा करने वाले सितारों की स्थिति का निर्धारण शामिल है।
परिचालन सुरक्षा के बारे में, ESO में चिली में प्रतिनिधि खगोलशास्त्री इट्ज़ियार डी ग्रेगोरियो-मोंसाल्वो आश्वासन देती हैं कि विमानों के खिलाफ एक सुरक्षा तंत्र है। यदि हवाई जहाज अवलोकन स्थल के पास हवाई क्षेत्र को पार करते हैं, तो लेज़र स्वचालित रूप से बंद हो जाते हैं। इसलिए, जो लोग अटाकामा में लेज़रों को दागते हुए एक बड़े दूरबीन को देखना चाहते हैं, उन्हें इस दुर्लभ कृत्रिम तारा निर्माण दृश्य को देखने के लिए जमीन से करीब आना होगा।