ESO의 초대형 망원경, 하늘에 레이저를 쏘아 인공 별을 만든다

칠레에 있는 ESO의 파라날 천문대를 방문한 뒤 작성된 BBC 보도(2026년 9월)에서, 리처드 피셔는 초대형 망원경이 대기와 맞서는 방식을 설명한다. ESO 프로젝트 과학자 아멜리아 바요가 말하듯, 대기는 별빛의 선명도를 흐트러뜨린다. 해법인 적응 광학은 주경에서 반사된 왜곡된 빛을 더 작은 거울로 보내는데, 이 거울이 왜곡에 맞춰 변형되어 왜곡을 상쇄한다. 바요는 이 아이디어는 아주 단순하지만 구현은 어렵다고 말한다.

밝은 기준별이 필요하다. 하늘에 그런 별이 없을 때 천문학자들은 레이저를 쏜다. 레이저는 지상 약 90km 상공의 나트륨이 풍부한 층을 들뜨게 하고, 그 원자들이 광자를 방출하면 거울이 이를 포착하며, 이 인공 별은 어디에든 놓을 수 있다(바요는 '우리가 원하는 곳 어디에든 별을 놓을 수 있는 캔버스'라고 말한다). 이 아이디어는 천문학자들이 지상 관측에 도움이 될 수 있다고 깨달은 군사 위성 추적 기술로 거슬러 올라간다.

2016년 업그레이드 이후, 8.2미터 망원경 네 대 중 하나(예푼)는 더 넓은 시야를 보정하기 위해 한 번에 네 개의 레이저를 쏠 수 있게 되었다. 각 레이저는 30cm 빔으로 22와트를 전달하는데, 이는 레이저 포인터의 최대 출력의 약 4,000배다. 새 레이저는 독성 액체 염료나 며칠에 걸친 교정이 필요 없다. 천문학자들이 버튼을 누르면 빔은 밤새 그대로 유지된다. 2025년 말까지 ESO는 새 레이저의 마지막 설치를 마쳐 총 일곱 대가 되었고, 이제 네 대의 주 망원경 모두 레이저를 쏠 수 있는데, BBC는 이것이 최초라고 보도한다. 관측 영역 근처로 비행기가 지나가면 레이저는 자동으로 꺼진다.

밝은 별을 기다리는 대신 별을 만든다. 레이저가 90km 상공의 나트륨 원자를 들뜨게 하여, 망원경이 향하는 어디에든 놓을 수 있는 인공 별을 만든다.

보정을 이끌 만큼 밝은 자연 별은 하늘의 많은 부분에서 없다.

대기 상층에는 나트륨층이 있어, 레이저가 향하는 어디에든 반사면을 제공한다.

변형 거울은 측정할 수 있는 것만 보정할 수 있는데, 레이저가 부족한 밝은 기준을 공급한다.

새 레이저는 안정적이고 버튼으로 작동하므로, 야간 근무 천문학자들은 엔지니어링 지원이 필요 없다.

필요한 기준이 필요한 곳에 없다면, 그것을 만들어라. 레이저는 필요할 때 기준점을 공급할 수 있다.

2026년에는 네 대의 주 VLT 망원경 모두 레이저를 쏠 수 있어, 하나의 가상 망원경으로 결합하여 더 넓은 시야를 확보하고 단독으로 관측할 때보다 몇 배나 더 선명한 세부를 포착할 수 있다. BBC는 VLT가 외계 행성의 최초 이미지를 촬영하고 우리은하 중심 블랙홀 주변의 별들을 추적한 공로를 인정한다.