Nếu bạn đã từng nhìn lên mặt trăng tròn trên bầu trời đêm, bạn có thể nhận thấy một quầng sáng lớn xung quanh nó. Nguyên nhân là do các tinh thể băng bay cao trong bầu khí quyển.
Kara Lamb, nhà khoa học nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Trái đất và Môi trường tại Đại học Columbia, cho biết: “Những tinh thể băng nhỏ này thực sự khúc xạ ánh sáng từ mặt trăng”.
Những tinh thể băng đó tích tụ trong các đám mây ti - những đám mây băng nguyên chất trong tầng bình lưu, cách mặt đất tới 31 dặm (50 km). Lamb nói với Live Science: “Bởi vì các đám mây ti hình thành ở trên cao và có thể khá mỏng, nên bạn thậm chí có thể không quan sát được rằng có những đám mây thực sự rõ ràng ở đó bằng mắt”.
Quầng sáng luôn có cùng kích thước, bất kể bạn ở đâu trên thế giới hay thời tiết ngày hôm đó như thế nào. Nếu bạn đo nó - điều mà bạn có thể làm bằng cách đưa ngón tay cái của bạn dang rộng trên mặt trăng và ngón út dang rộng trên vầng hào quang - bạn sẽ thấy nó rộng khoảng 22 độ. Đó là do hình dạng của các tinh thể băng.
Philip Laven, một nhà khoa học nghiệp dư ở Anh, người đồng tác giả nhiều bài báo học thuật về quang học khí quyển, cho biết: “Thông thường, chúng có dạng hình lục giác, hơi giống cây bút chì này”.
Những tinh thể băng hình lục giác, hình cột này bẻ cong ánh sáng theo một cách cụ thể. Khi ánh sáng đi vào một trong sáu cạnh của hình lục giác, nó sẽ bị bẻ cong hoặc khúc xạ một chút. Nó lại bị uốn cong khi ánh sáng đi ra phía bên kia của hình lục giác, dẫn đến độ cong tổng cộng là 22 độ. Điều này đúng cho dù tinh thể có hướng nào.
Kết quả là ánh sáng truyền từ mặt trăng đến mắt bạn đi vòng qua các tinh thể băng và đi tới góc 22 độ so với nơi nó bắt đầu. Điều này tạo thành một quầng sáng rực rỡ xung quanh mặt trăng.
Laven nói với Live Science: “Nếu bạn nhìn thấy quầng sáng 22 độ, nếu rất may mắn, bạn cũng có thể nhìn thấy quầng sáng 46 độ, rất lớn. Nó bao phủ một nửa bầu trời”.
Điều đó xảy ra khi ánh sáng truyền từ một cạnh của hình lục giác đến một trong các đầu phẳng của cột hoặc ngược lại, khiến ánh sáng bị bẻ cong nhiều hơn để tạo ra quầng sáng thậm chí còn lớn hơn.
Nhưng tất cả những điều đó có nghĩa là gì? Trong dân gian, vầng trăng là điềm báo thời tiết xấu sắp đến. Lamb nói điều đó không xa sự thật.
Cô nói: “Tôi nghĩ điều này hợp lý vì có hai cách khác nhau để bạn có thể hình thành các đám mây ti trong khí quyển”.
Một cách là dạng "tại chỗ", trong đó không khí ấm tăng lên đủ cao để đóng băng thành tinh thể băng.
“Nhưng cách khác mà chúng hình thành là khi bạn có những đám mây vũ tích – những đám mây bão lớn cao chót vót,” Lamb nói. "Và sau đó bạn sẽ thấy những đám mây ti hình thành từ phần đe [hoặc đỉnh] của những đám mây bão này. Vì vậy, sẽ rất hợp lý nếu bạn nhìn thấy những đám mây ti trước những hệ thống bão lớn này."
Quầng sáng không chỉ có ở mặt trăng. Chúng cũng có thể xảy ra xung quanh mặt trời, mặc dù chúng khó phát hiện hơn vì mặt trời quá sáng.
Quầng sáng thậm chí còn xảy ra trên các hành tinh khác.
“Bạn có thể có tinh thể băng trên sao Hỏa,” Lamb nói. "Những đám mây được hình thành từ CO2 tạo thành các tinh thể băng."
Tàu thám hiểm Perseverance thậm chí còn phát hiện ra quầng sáng mặt trời trên sao Hỏa vào tháng 12 năm 2021.
Quầng sáng mặt trăng là một phần của một số hiện tượng liên quan, bao gồm mặt trời giả, các mảng ánh sáng mặt trời tập trung ở bên phải hoặc bên trái của mặt trời do các tinh thể băng hình lục giác hình đĩa gây ra; và vành nhật hoa, một vòng ánh sáng nhỏ hơn có màu cầu vồng xung quanh mặt trăng hoặc mặt trời do những giọt nước trong khí quyển gây ra.
