中间层位于地球表面85至100公里的高度，含有一层原子钠。天文学家使用激光束在这一层创造人造恒星或激光引导恒星(LGS)，以提高天文观测的质量。2011年，研究人员提出，人造导星也可用于测量中间层中的地球磁场。最近，一个国际科学家小组以高精度完成了这项工作。该技术还可以帮助识别固体地球岩石圈中的磁结构，监测空间天气，并测量大气中称为电离层的部分电流。

在过去的20年里，天文学家一直使用激光来产生人造恒星。激光束从地面射入大气。在钠层中，它撞击钠原子，吸收激光的能量然后开始发光。约翰内斯古腾堡大学(JGU)的Felipe Pedreros Bustos解释说：“原子在各个方向发光。这种人造恒星肉眼几乎看不见，但可以用望远镜观察到。”关于他的博士论文的工作，智利出生的物理学家花了四年时间从事这个项目，除了JGU还涉及欧洲南方天文台(ESO)，加州大学伯克利分校和罗彻斯特科学研究所，意大利国家天体物理研究所(INAF-OAR)，人造导星有助于天文学家纠正穿过大气层的光线扭曲。来自人造导星的光线通过望远镜收集在地面上，信息用于实时调整最先进的可变形反射镜，补偿失真并使天文物体能够被锐利地成像，直至望远镜的光学分辨率，即所谓的衍射极限。

钠原子的进动揭示了磁场的强度

合作项目的参与者正在使用激光导星来测量地球的磁场。一个致力于研究和开发的ESO LGS部门位于加那利群岛最西部La Palma的Roque de los Muchachos天文台。LGS装置的可用性和使用允许执行报告的联合实验，其目的还在于提高激光导星的亮度。从天文台开始，激光束被引导到钠层，该激发束激发并旋转极化原子，使其大部分原子自旋点在同一方向上。由于周围磁场的影响，极化原子自旋围绕磁场方向旋转，类似于从垂直方向倾斜的陀螺仪的运动，这种现象称为拉莫尔进动。“因此，该小组成功地使用了经过充分研究的基础实验室技术来观察自然界。它填补了我们对地球磁场知识的空白，允许我们对以前难以进入的中间层进行地面观测。到目前为止，磁场只能直接在地面，飞机，平流层气球或卫星上进行测量。

2018年5月，一个美国 - 美国研究小组发表了类似的研究结果。然而，这些最新的测量结果更精确，科学家们希望通过使用更高能量的激光器进一步改进它们。“我们也可以使用这种技术来估算大气中的原子过程，例如，钠与其他原子如氧气或氮气碰撞的频率。这是以前没有做过的事情，”Pedreros Bustos说。这种人工导星测量技术在地球物理学中特别有用。它将有可能确定由太阳风引起的地球电离层磁场的变化。此外，通过在85至100公里的高度连续监测地球磁场，观察上地幔中的洋流和大型磁结构是可行的。