Giải thích đặc điểm kỳ thú của mây dạ quang

Một nhà vật lý học plasma thuộc Viện công nghệ California (Caltech) cuối cùng đã tìm ra lời giải đáp cho đặc điểm kỳ lạ của những đám mây dạ quang, chấm dứt bí ẩn kéo dài nhiều thập kỷ. Mây dạ quang là những dải mây mỏng lưa thưa bay lượn ở độ cao 85 km.

Sự kỳ bí của các đám mây dạ quang

Mây dạ quang (‘noctilucent cloud’ hay ‘night-shining cloud’) lần đầu tiên được mô tả vào năm 1885, hai năm sau sự kiện phun trào của đảo núi lửa Krakatoa (Indonesia). Núi lửa đã phun một trùm tro bụi và mảnh vụn lên bầu khí quyển Trái Đất đạt tới độ cao 80km. Sự kiện này đã ảnh hưởng tới khí hậu và thời tiết toàn cầu trong nhiều năm và có lẽ đã tạo ra những đám mây dạ quang đầu tiên.

Ảnh hưởng của vụ phun trào núi lửa Krakatoa dần dần cũng mất đi, nhưng những đám mây tích điện màu xanh lục bất thường thì vẫn còn lại. Chúng náu mình trong tầng giữa mỏng manh của Trái Đất – đây là vùng khí quyển bên trên với áp lực nhỏ hơn 10.000 lần áp lực trong nước biển.

Có thể nhìn thấy mây dạ quang vào lúc trời chập choạng, chúng xuất hiện thường xuyên nhất vào các tháng mùa hè từ 50 đến 70 độ bắc và nam mặc dù trong những năm gần đây chúng đã xuất hiện ở vùng phía nam như Utah và Colorado.

Mây dạ quang là một hiện tượng xảy ra vào mùa hè bởi bầu khí quyển ở độ cao 85 km lạnh nhất khi mùa hè đến, thúc đẩy quá trình hình thành hạt băng tạo nên đám mây.

Paul M. Bellan – giáo sư vật lý ứng dụng tại Caltech cho biết: “Phạm vi có mây dạ quang dường như đang tăng lên, có lẽ vì khí hậu toàn cầu đang ấm dần lên”.

Theo các nhà nghiên cứu tại Poker Flat (Alaska), 25 năm về trước họ đã phát hiện rằng đám mây phản chiếu mạnh với rađa. Đặc tính khác thường này từ lâu đã khiến các nhà khoa học phải băn khoăn, trăn trở. Công bố trên số ra tháng 8 tờ Journal of Geophysical Research-Atmospheres, Ballen cuối cùng đã có lời giải thích: các hạt băng trong mây dạ quang được bao phủ bởi một lớp kim loại mỏng có thành phần bao gồm natri và sắt. Lớp màng kim loại đã khiến sóng rađa phản xạ gợn sóng trong đám mây giống như hiện tượng tia X phản xạ từ lưới tinh thể.

Mây dạ quang là gì? – Là những đám mây vùng cực ở tầng giữa. Chúng rất quen thuộc với những người quan sát mây dạ quang qua vệ tinh. Do chúng ở độ cao lớn, gần ranh giới với khoảng không vũ trụ, mây dạ quang thường phát sáng ban đêm khi tia nắng mặt trời chiếu vào phía dưới chúng còn bầu khí quyển thì chìm trong bóng tối. (Ảnh: ufoarea)

Nguyên tử natri và sắt thu thập được trong tầng khí quyển bên trên sau khi sao băng siêu nhỏ nổ tung trên bầu trời. Các nguyên tử kim loại này định cư trong lớp hơi nước mỏng ở ngay trên độ cao nơi xảy ra mây dạ quang. Các nhà thiên văn học mới đây đã sử dụng lớp natri để tạo ra ngôi sao chỉ dẫn nhân tạo chiếu sáng nhờ tia laze cho chiếc kính viễn vọng quang học thích nghi nhằm loại bỏ hiệu ứng gây nhiễu loạn của bầu khí quyển để có được những bức hình về bầu trời rõ nét hơn.

Các biện pháp xác định độ đậm đặc của các lớp hơi nước có nguyên tử natri và sắt cho thấy hơi nước kim loại giảm đi tới 80% khi có mây dạ quang hiện diện.

Bellan cho biết: “Mây dạ quang giống như một cái bẫy ruồi đối với nguyên tử natri và sắt”. Qua các thí nghiệm thực hiện trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu khác cũng phát hiện ra rằng ở nhiệt độ lạnh lẽo (-123 độ C) bên trong đám mây dạ quang, nguyên tử trong hơi nước có natri sẽ nhanh chóng đọng lại trên bề mặt băng để hình thành màng kim loại.

Ông nói: “Nếu có các hạt băng phủ kim loại trong mây dạ quang thì rađa sẽ phản ứng rất mạnh. Hiện tượng này không phải là tổng hợp của các phản ứng đối với từng hạt băng. Trên thực tế các hạt băng không gây ra phản ứng mạnh đến thế. Điều mấu chốt chính là các đường gợn sóng của đám mây có chứa hạt băng phủ kim loại đã phản xạ cùng nhau và củng cố cho nhau, hiện tượng này giống như một đoàn diễu hành đều bước qua cầu và khiến cây cầu rung chuyển”.

• Video: Cực quang và mây dạ quang xuất hiện cùng lúc
  
• Sự kỳ bí của các đám mây dạ quang
• Sao băng có thể tạo nên mây phát sáng