地球磁場是用人造恒星在90公里高度測量的
位于地球表面85至100公里高度的中間層含有一層原子鈉雾消。天文學(xué)家利用激光束在這一層創(chuàng)建人造恒星走孽，或激光引導(dǎo)恒星(LGS)猴誊，以提高天文觀測的質(zhì)量艰赞。2011年莱褒，研究人員提出，人工引導(dǎo)恒星也可以用來測量地球中間層的磁場荒叼。最近轿偎，一個(gè)國際科學(xué)家小組以很高的精確度完成了這項(xiàng)工作。這項(xiàng)技術(shù)還可以幫助確定固體地球巖石圈中的磁性結(jié)構(gòu)被廓，監(jiān)測太空天氣坏晦，測量大氣層中電離層的電流。
在過去的20年里，天文學(xué)家一直在使用激光來制造人造恒星昆婿。激光束從地面定向到大氣層球碉。在鈉層，它撞擊鈉原子仓蛆，鈉原子吸收激光的能量睁冬，然后開始發(fā)光。原子向四面八方發(fā)出光多律。這種人造恒星肉眼幾乎看不見痴突，但可以用望遠(yuǎn)鏡觀察到。人造引導(dǎo)星幫助天文學(xué)家糾正光線在大氣中傳播的扭曲狼荞。人造導(dǎo)星發(fā)出的光由望遠(yuǎn)鏡收集在地面上，信息被用來實(shí)時(shí)調(diào)整最先進(jìn)的可變形的鏡子帮碰，補(bǔ)償失真相味，并允許天文物體被清晰地成像，直到望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)分辨率殉挽，也就是所謂的衍射極限丰涉。
鈉原子的進(jìn)動揭示了磁場的強(qiáng)度
這個(gè)合作項(xiàng)目使用激光引導(dǎo)恒星來測量地球磁場。位于加那利群島最西端的拉帕爾馬的羅克·德洛斯馬科斯天文臺有一個(gè)致力于研究和開發(fā)的ESO LGS單元斯碌。LGS單元的可用性和使用允許執(zhí)行所報(bào)告的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)一死，這也旨在提高激光制導(dǎo)恒星的亮度。在天文臺傻唾，一束激光束指向鈉層投慈，鈉層激發(fā)原子并使其自旋極化，使原子的大部分自旋點(diǎn)朝同一個(gè)方向冠骄。由于周圍磁場的影響伪煤，極化的原子自旋圍繞著磁場的方向旋轉(zhuǎn)，類似于一個(gè)從垂直方向傾斜的陀螺儀的運(yùn)動凛辣，這種現(xiàn)象被稱為拉莫爾進(jìn)動抱既。
因此，該小組成功地使用了一種經(jīng)過深入研究的扁誓、基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)來觀察自然世界防泵。它填補(bǔ)了我們對地球磁場知識的空白，它允許我們對中間層進(jìn)行地面觀測蝗敢，而這在以前是很難達(dá)到的捷泞。到目前為止，磁場只能在地面上直接測量前普，從飛機(jī)肚邢，到平流層的氣球，或者從衛(wèi)星。
2018年5月骡湖，美國一個(gè)研究小組發(fā)表了類似的發(fā)現(xiàn)贱纠。然而，這些最新的測量結(jié)果要精確得多响蕴，科學(xué)家們希望通過使用高能激光器來進(jìn)一步改進(jìn)它們谆焊。“我們還可以利用這項(xiàng)技術(shù)來估計(jì)大氣中的原子過程浦夷，例如辖试，鈉與其他原子(如氧或氮)碰撞的頻率∨”這是前所未有的罐孝。
這種人工導(dǎo)星測量技術(shù)在地球物理學(xué)中尤其有用。它將使確定由太陽風(fēng)引起的地球電離層磁場變化成為可能肥缔。此外莲兢，通過持續(xù)監(jiān)測地球在85至100公里高度的磁場，觀測上地幔的洋流和大型磁結(jié)構(gòu)是可行的续膳。
