למרות שמקובל לחשוב שהלייזר הוא פיתוח טכנולוגי, ומכנים אותו כ"המצאה של שנות השישים", מתברר שגם בטבע, ללא התערבות האדם, נתגלה לייזר CO2.
למרות ההסברים על שיווי משקל תרמודינמי, והעובדה שמצב "היפוך אוכלוסייה" הוא מצב שאינו מצב של שיווי משקל, מסתבר שמצב "היפוך האוכלוסייה" קיים גם בטבע!
ליד כוכבים חמים קיימים ענני גאזים אשר מהווים מייזרים טבעיים.
אור מכוכבים גורם לעירור מולקולות הגאז לרמות גבוהות, מהן קיימת דעיכה לרמה מטאסטבילית.
אם קיימת רמת לזירה תחתונה מתאימה, ניתן לקבל בטבע היפוך אוכלוסייה וכתוצאה ממנו – לזירה.
למרות העובדה שענני גאז אלו פולטים כמויות עצומות של אנרגיה, אין הם פולטים אלומות קרינה מכוונות, כמו מכשירי הלייזר, אלא לכל הכיוונים (ראה איור 6.7).
איור 6.7: לייזר בכוכב הלכת מאדים
האפשרות לזהות קיום תהליך לזירה היא באמצעות בדיקה ספקטרוסקופית של אורכי הגל הנפלטים.
גאז חם רגיל פולט קרינה רציפה, בעוד לייזר פולט אורכי גל מוגדרים, הקשורים למעברים אנרגטיים במולקולות הגאז.
היחסים בין עוצמות הפליטה של מעברים שונים באותה מולקולה, והשוואתם ליחסים המתאימים הנפלטים מאותה מולקולה בשיווי משקל תרמודינמי, מוכיחים שקיים מצב של "היפוך אוכלוסייה".
גם כיווניות הקרינה, קיטובה ורוחב פסי הספקטרום הנפלטים מאשרים קיום "פליטה מאולצת".
במאמר שפורסם בעיתון: Science Vol. 212, pp. 45-49, 1981, מתוארת מדידת הגברה של אות באורך גל של 10 מיקרון באטמוספירה של כוכב הלכת מאדים (Mars).
אומנם ללייזר זה אין מהוד אופטי, אולם אורך התווך הפעיל הוא מספיק ארוך כדי שניתן יהיה למדוד את האות המוגבר.
סקירת התופעה של הגברת קרינה אלקטרומגנטית בתחום גלי המיקרו באטמוספירה של כוכב, מתוארת במאמר שפורסם בעיתון: Scientific American Vol. 272, No. 2, p. 52, Feb 1995.
למעשה, קרינת "מייזר" (לייזר בתחום המיקרוגלים) התגלתה בתצפיות אסטרונומיות של הערפילית אוריון (ORION NEBULA) כבר בשנת 1965 בספקטרום הנפלט ממולקולות OH.
פעולת הלייזר ב"קוואזרים" נתגלתה כבר בשנת 1973.
אולם רק בשנת 1981, עם גילוי קרינת לייזר CO2 באטמוספירה של מאדים הוסבה תשומת הלב של המדענים לתופעה זו של "לייזר טבעי".
