Voor het eerst in bijna 5.000 jaar waarnemingen hebben onderzoekers optische illusies die in de lucht zijn gecreëerd volledig gecatalogiseerd als licht schijnt door ijskristallen die bekend staan als atmosferische halo’s.
De atmosferische halo ‘inventaris’ details vaak gezien atmosferische optische illusies van bekende bronnen en werpen licht op zeldzamere halo’s, waaronder die waarvan de oorsprong momenteel een mysterie is.
Halo’s worden veroorzaakt door de ophoping van waterijskristallen kleiner dan 10 micrometer in de atmosfeer. Kwaliteiten van deze atmosferische illusies, zoals hun kleuren of ze bogen, vlekken of witte ringen hebben, worden bepaald door de vorm en oriëntatie van de ijsverstrooiing van en het pad dat het licht aflegt naar deze kristallen. Vaak kan het type kristal achter de verstrooiing worden geïdentificeerd door de vorm van de halo die ze creëren.
Verwant: Wat maakt de atmosfeer van de aarde zo speciaal?
Deze atmosferische illusies zijn door de mensheid gedocumenteerd sinds ten minste het Babylonische tijdperk – dat begon rond 1895 voor Christus – toen de verschijnselen werden gedetailleerd op spijkerschrifttabletten. Maar dankzij de beschikbaarheid van camera’s als gevolg van de proliferatie van mobiele telefoons, hebben wetenschappers nog nooit zoveel gegevens over deze verschijnselen binnen handbereik gehad.
Naast een intensieve catalogus van halo’s, belicht dit nieuwe onderzoek – dat is gebaseerd op waarnemingen die tot eind 2021 zijn verzameld – hiaten in de studie van de verschijnselen. De auteurs achter de inventarisatie bieden ook veelbelovende methoden voor zowel hun verdere observatie als de verwerking van verzamelde gegevens, en dringen er bij het publiek op aan betrokken te raken bij het vastleggen van deze verschijnselen met behulp van hun telefoons en digitale fotografie.
De volledige catalogus verdeelt het fenomeen in 119 verschillende soorten en geeft ook details over de voorwaarden zoals temperatuur en vochtigheid die nodig zijn om ze te creëren.
Halo’s die minstens één keer per jaar worden gezien, werden gedefinieerd als ‘vaak waargenomen’ en worden meestal gevormd door de verstrooiing, breking en focussering van licht van de zon of gereflecteerd door de maan door hexagonale ijskristallen in een ongeordende, horizontale of verticale oriëntatie.
Een andere categorie – ‘zeldzame halo’s’ – die atmosferische illusies omvat die slechts ongeveer één procent van alle waarnemingen uitmaken, is verder onderverdeeld in halo’s met een bekende oorsprong en die met onbekende en exotische bronnen.
“In de regel worden halo’s gevormd als gevolg van de interactie van licht met hexagonale kristallen van waterijs”, wetenschapper van het Finse Geospatial Research Institute en Ph.D. student aan de Universiteit van Helsinki, Jarmo Moilanen, zei in een verklaring: (opent in nieuw tabblad). “Sommige van de gedocumenteerde exotische halo’s kunnen echter niet op deze manier worden verklaard.”
Moilanen, die samen met professor Maria Gritsevich de inventaris van atmosferische halo’s ontwikkelde, noemde enkele voorbeelden van dergelijke exotische halo’s. “De mysteries van de oorsprong van elliptische halo’s en Bottlinger-ringen” (opent in nieuw tabblad) zijn niet opgelost sinds hun ontdekking aan het begin van de 20e eeuw,” zei de onderzoeker. “Een van de mysterieuze is de zogenaamde Moilanen-boog (opent in nieuw tabblad)die ik voor het eerst ontdekte in 1995.”
De onderzoekers suggereren dat de sleutel tot de productie van mysterieuze atmosferische halo’s ijskristallen met afwijkende vormen of kristallen van andere mineralen in de lucht kunnen zijn.
Gritsevich zei dat onderzoek suggereert dat de ongebruikelijke vorm van exotische halo’s te wijten is aan door de mens veroorzaakte factoren, zoals atmosferische emissies of de sterke elektromagnetische velden die worden gegenereerd door hoogspanningslijnen. Ze voegde eraan toe dat deze factoren de oriëntatie van ijskristallen in de lucht kunnen verstoren en mogelijk exotische halo’s kunnen veroorzaken.
“Om dergelijke mysteries te ontrafelen, werden speciaal monsters van ijskristallen die exotische halo’s vormden verzameld in de atmosfeer, maar deze ervaring gaf ook meer vragen dan antwoorden”, zei Gritsevich in de verklaring, eraan toevoegend dat de atmosferische halo’s die rond andere planeten worden gespot, van gebruiken bij het ontrafelen van dit mysterie.
Dit omvat halo’s die zijn waargenomen en gedocumenteerd in de atmosfeer van Mars, die ook zouden kunnen worden gebruikt om de dunne diffuse atmosfeer van de Rode Planeet beter te begrijpen.
“Deze waarneming bewijst dat er wolken van hexagonale kristallen van waterijs of andere mineralen bestaan in de atmosfeer van Mars”, zegt Maria Gritsevich. “Er zijn suggesties dat de halo’s kunnen worden gevormd door koolstofdioxidekristallen.”
Ze voegde eraan toe dat wiskundige modellen van de factoren die kunnen leiden tot de vorming van een halo waardevolle informatie kunnen opleveren over de toestand van de atmosfeer van Mars.
Het onderzoek van het duo werd gepubliceerd in de Tijdschrift voor kwantitatieve spectroscopie en stralingsoverdracht. (opent in nieuw tabblad)
Volg ons op Twitter @Spacedotcom of op Facebook.