लेजर गाइड तारे

लेजर गाइड तारे ऊपरी वायुमंडल में लेजर चमकाकर बनाए गए कृत्रिम संदर्भ बीकन (beacons) होते हैं, जो अनुकूली प्रकाशिकी (adaptive optics) को उज्ज्वल बिंदु स्रोत प्रदान करते हैं जहाँ कोई उपयुक्त प्राकृतिक तारा उपलब्ध नहीं होता है।

Definition

एक लेजर गाइड तारा एक लेजर द्वारा वायुमंडल में उच्च स्तर पर उत्पन्न प्रकाश का एक कृत्रिम बिंदु है, जिसका उपयोग अनुकूली प्रकाशिकी के लिए एक वेवफ्रंट संदर्भ के रूप में उन दिशाओं में किया जाता है जहाँ प्राकृतिक गाइड तारे बहुत धुंधले या अनुपस्थित होते हैं।

Scope

यह विषय सोडियम-परत गाइड तारों को शामिल करता है जो लगभग नब्बे किलोमीटर ऊपर परमाणुओं को उत्तेजित करते हैं और निचले-ऊंचाई वाले रेले बीकन (Rayleigh beacons), शंकु प्रभाव (cone effect) या फोकल एनिसोप्लैनेटिज्म (focal anisoplanatism) जो एक एकल बीकन द्वारा अशांति के नमूने की सीमा को सीमित करता है, समग्र झुकाव (overall tilt) को समझने के लिए एक प्राकृतिक तारे की आवश्यकता, और लेजर सुरक्षा तथा विमान और उपग्रह से बचाव के परिचालन संबंधी मुद्दे।

Core questions

• प्राकृतिक गाइड तारे अक्सर अपर्याप्त क्यों होते हैं?
• वायुमंडल में एक कृत्रिम तारा कैसे बनाया जाता है?
• शंकु प्रभाव क्या है और यह प्रदर्शन को क्यों सीमित करता है?
• लेजर बीकन के साथ अभी भी एक प्राकृतिक तारे की आवश्यकता क्यों होती है?

Key theories

सोडियम और रेले बीकन

सोडियम संक्रमण के लिए ट्यून किया गया एक लेजर लगभग नब्बे किलोमीटर ऊपर की परत में परमाणुओं को चमकाता है, जबकि एक रेले बीकन निचले वायु अणुओं द्वारा बिखरे हुए प्रकाश का उपयोग करता है, प्रत्येक एक कृत्रिम संदर्भ तारा उत्पन्न करता है।

फोकल एनिसोप्लैनेटिज्म, शंकु प्रभाव

चूंकि बीकन सीमित ऊंचाई पर होता है, इसलिए प्रकाश का शंकु जिसका वह नमूना लेता है, कुछ अशांति को छोड़ देता है जिसे एक दूर के तारे की समानांतर किरण पार करती है, जिससे सुधार सीमित होता है और कई बीकन को प्रेरित करता है।

झुकाव अनिश्चितता (Tilt indeterminacy)

लेजर बीकन से लौटने वाला प्रकाश अपने ही बाहर जाने वाले पथ को फिर से ट्रेस करता है, इसलिए यह समग्र छवि झुकाव को माप नहीं सकता है, जिसे अभी भी एक धुंधले प्राकृतिक तारे से प्राप्त किया जाना चाहिए।

Clinical relevance

लेजर गाइड तारे आकाश के उस हिस्से को बहुत बढ़ा देते हैं जिस पर अनुकूली प्रकाशिकी काम कर सकती है, क्योंकि उपयुक्त प्राकृतिक गाइड तारे दुर्लभ होते हैं, और वे व्यापक-क्षेत्र (wide-field) और अत्यधिक बड़े दूरबीन अनुकूली-प्रकाशिकी प्रणालियों के लिए आवश्यक हैं जो अशांति को तीन आयामों में मैप करते हैं।

History

लेजर गाइड तारे की अवधारणा 1980 के दशक में प्रस्तावित की गई थी, जिसमें प्रारंभिक प्रदर्शन आंशिक रूप से अवर्गीकृत रक्षा अनुसंधान से उत्पन्न हुए थे। सोडियम बीकन सदी के मोड़ पर प्रमुख दूरबीनों पर चालू हो गए, और अब कई-बीकन प्रणालियाँ व्यापक-क्षेत्र अनुकूली प्रकाशिकी का समर्थन करती हैं।

Key figures

• Laird Thompson
• Renaud Foy
• Antoine Labeyrie

Seminal works

• hardy1998
• roddier1999

Frequently asked questions

एक वास्तविक तारे का उपयोग करने के बजाय कृत्रिम तारा क्यों बनाया जाता है?

अनुकूली प्रकाशिकी को आकाश में लक्ष्य के बहुत करीब एक उज्ज्वल संदर्भ की आवश्यकता होती है, लेकिन उपयुक्त प्राकृतिक तारे केवल कुछ ही दिशाओं में मौजूद होते हैं। एक लेजर लगभग कहीं भी एक कृत्रिम बीकन रख सकता है, जिससे आकाश कवरेज बहुत बढ़ जाता है जिस पर तीव्र अनुकूली-प्रकाशिकी इमेजिंग संभव है।

लेजर गाइड तारा प्रणाली को अभी भी एक प्राकृतिक तारे की आवश्यकता क्यों होती है?

लेजर बीकन से प्रकाश एक ही पथ पर ऊपर और नीचे यात्रा करता है, इसलिए कोई भी समग्र झुकाव जिसे वह मापेगा, रद्द हो जाता है। इसलिए, समग्र छवि गति को समझने के लिए एक धुंधले प्राकृतिक तारे की अभी भी आवश्यकता होती है, जबकि लेजर बीकन महीन, उच्च-क्रम की विकृतियों को संभालता है।