捕捉这个令人难以置信的星团需要激光和可弯曲的镜子

从很多方面来看，这都是一张恒星照片。上图显示的是一个距离地球 5,500 光年的星团，里面充满了完全成熟的天体和仍在成长的天体。

这幅图像是假色的，也就是说，如果用肉眼观察，同一片区域看起来会与现在的景象大不相同。这些颜色代表红外波长的光，而人类无法看到这种波长的光。这张名为 RCW 38 的星团快照是迄今为止拍摄的该区域最清晰、最深的图像之一。而且，他们并不是在一个好天气（或者说，好日冕）拍摄到这种特殊的结构。拍摄这样的照片需要极好的摄影设备，这张照片也不例外。

葡萄牙里斯本大学的研究科学家 Koraljka Muzic 领导了该项目。她的团队使用智利的甚大望远镜（是的，它非常大）来定位星团。她还使用了 HAWK-I 相机（发音为 hawkeye），你可能会惊讶地发现它只比你的数码单反相机先进一点点。HAWK-I 代表高敏锐度广角 K 波段成像仪。它于 2007 年安装，在拍摄遥远天体方面已经非常出色。但就在最近，科学家在其上安装了一个名为 GRAAL 的升级版。而这次升级涉及激光。

即使像 HAWK-I 这样功能强大的相机，作为地面望远镜也存在局限性。那就是天空。当然，我们周围的大气层让我们能够呼吸，保护我们免受大量太阳辐射，并且通常在地球上的生命中发挥着重要作用。但天啊，大气层对观星来说很糟糕。

“大气湍流会模糊我们的图像。”穆齐克说。即使在晴朗的夜晚，大气扰动也会干扰天文学家对星星的观察，使他们拍摄的物体模糊和扭曲。不断变化的风和气流、温度和密度的变化，都会影响到扰动的空气，阻碍望远镜完美地看到天空。这些扰动就是星星即使在晴朗的夜晚也会闪烁的原因。

GRAAL 使用一种称为自适应光学的技术来抵消湍流。“自适应光学系统有一台实时计算机，可以计算湍流对波长的影响，”Muzic 说。计算机计算出湍流对图像的扭曲程度，然后将该信息发送到可变形陶瓷镜，该镜厚度仅为 2 毫米（0.08 英寸），宽度为 1.1 米（3.6 英尺）。这面薄镜后面有 170 个执行器，可以稍微推动镜子，与头顶上波涛汹涌的天空所做的完全相反。它可以以每秒约 800 次的速度调整这些执行器，以跟上空气本身的变化。

“这让我们能够获得比不使用自适应光学系统时更清晰的图像。”Muzic 说道。这张图片是新 HAWK-I、GRAAL 系统的科学测试的一部分。它很快就会为更多的研究机会打开大门。

为了进行所有这些微小而快速的调整，GRAAL 需要一个参考点。“要使自适应光学系统发挥作用，它需要一颗明亮的恒星，要么位于物体内部，要么非常靠近物体。但天空中并没有那么多明亮的星星。”Muzic 说。幸运的是，还有另一种选择。“另一种方法是使用激光制造一颗人造恒星，”她补充道。

GRAAL 有四台激光器指向大气层。在上部，每台激光器都会激发钠原子，产生足以模仿恒星的明亮光芒。VLT 上的计算机可以将激光器的理想外观与实际出现的湍流方式进行比较，并进行快速校正，使图像更清晰、更锐利。

自适应光学系统于 1953 年首次提出，但直到最近几十年，技术才发展到可以在世界各地的望远镜上安装自适应光学系统的地步。研究人员已经开发出可变形镜面（如 VLT 使用的镜面）、受磁场控制的液体镜面、采用自适应光学技术制造更先进的显微镜，当然，还拍摄了一些美丽的照片。

但对于穆齐克这样的研究人员来说，它们的价值并不在于所拍摄图像的美观性。

随照片一起返回的还有大量数据。Muzic 的主要研究兴趣是棕矮星，这种天体的特征介于大行星和小恒星之间。它们在附近的星团中被发现，但 Muzic 希望在 RCW 38 中找到一些暗淡的天体，RCW 38 是一个更遥远的星团，与一些较近的星团的环境不同。她目前正在分析数据，看看这些暗淡的天体是否存在于照片中。