Từ nhiều thế kỷ trước, các nhà khoa học, triết học và những người ghi chép đã ghi nhận hiện tượng “đêm sáng” thỉnh thoảng xuất hiện khi một ánh sáng không xác định trên bầu trời đêm chiếu sáng và cho phép người quan sát nhìn thấy những ngọn núi xa, đọc một tờ báo hoặc nhìn giờ của đồng hồ trên tay.
Một nghiên cứu mới đã được chấp nhận đăng tải trên tạp chí Địa Vật lý (một tạp chí của Liên đoàn Địa vật lý Hoa Kỳ) sử dụng dữ liệu từ vệ tinh để đưa ra lời giải thích khá hợp lý cho hiện tượng lịch sử còn được nghi vấn này.
Các tác giả cho rằng khi các sóng ở tầng trên của khí quyển hội tụ lại ở một số vị trí cụ thể trên Trái Đất, nó sẽ khuếch đại sự phát sáng tự nhiên của không khí và xuất hiện là một ánh sáng mờ trên bầu trời đêm. Ánh sáng này thường xuất hiện với màu xanh lá do hoạt động của các nguyên tử oxy trong bầu khí quyển. Thông thường, chúng ta không thấy ánh sáng này nhưng vào những đêm sáng thì ánh sáng này có thể nhìn thấy được bằng mắt thường và chính chúng tạo ra ánh sáng rực rỡ đã được quan sát suốt lịch sử nhưng chưa được giải thích này.
Rất ít người có thể quan sát đêm sáng do ô nhiễm ánh sáng lan trộng, nhưng những phát hiện mới cho thấy rằng chúng có thể được phát hiện bởi các nhà khoa học và có thể thấy rõ ở những vùng hẻo lánh. Ánh sáng từ đêm sáng có thể là một nỗi lo đối với các nhà thiên văn vì họ phải đối mặt thêm nhiều nguồn sáng khi quan sát bằng kính thiên văn.
Gordon Shepherd – một nhà nghiên cứu khí quyển tại Đại học York, Toronto, Canada và là tác giả chính của nghiên cứu này cho biết: “Đêm sáng có tồn tại và chúng là một phần của sự biến đổi của ánh sáng không khí mà có thể quan sát được bằng các thiết bị vệ tinh”.
Một bí ẩn lịch sử
Những ghi chép lịch sử về những đêm sáng đã xuất hiện qua nhiều thế kỷ. Pliny the Elder – người đã mô tả đêm sáng nói rằng: “Hiện tượng thường được gọi là ánh Mặt Trời vào ban đêm” (nghĩa là ánh sáng phát ra từ bầu trời vào ban đêm) đã được nhìn thấy trong nhiệm kỳ lãnh sự của C. Caecilius và Cn. Papirius (~ 113 năm TCN) và nhiều lần khác, tất cả đều cho thấy sự xuất hiện của ánh sáng ban ngày trong đêm.
Các tờ báo Châu Âu và các tài liệu khoa học cũng đã tiến hành quan sát những sự kiện này vào năm 1783, 1908 và 1916.
Shepherd nói: “Những ghi chép lịch sử này rất chặt chẽ, qua suốt nhiều thế kỷ và những mô tả này đều rất giống nhau”.
Các quan sát hiện đại về đêm sáng từ Trái Đất thực tế không tồn tại. Ngay cả những nhà nghiên cứu rất tận tâm như Shepherd và các đồng nghiệp của ông cũng chưa bao giờ nhìn thấy một đêm sáng thực sự bằng mắt thường. Nhưng ngay cả trước khi có ánh sáng nhân tạo, những đêm sáng này rất hiếm hoi và chỉ mang tính cục bộ.
“Những đêm sáng đã biến mất”, Shepherd nói. “Không ai nhìn thấy hiện tượng này, không ai nói về chúng và ghi nhận chúng nữa, nhưng dù sao nó vẫn là một hiện tượng thú vị”.
Ánh sáng dị thường
Shepherd biết về các quan sát lịch sử và thấy rằng các sự kiện đêm sáng được nói đến trong dữ liệu từ giao thoa kế WIND (WINDII) – một dụng cụ từng được trang bị cho vệ tinh nghiên cứu phía trên tầng khí quyển của NASA (UARS, 1991-2005) nhưng ông không thể giải thích tại sao hiện tượng này lại xảy ra.
Ông cùng đồng tác giả là Youngmin Cho (một cộng sự nghiên cứu tại Đại học York) đã tìm kiếm các cơ chế gây ra sự phát sáng không khí tăng lên mức có thể nhìn thầy được ở những vị trí cụ thể.
Sự phát sáng không khí đến từ sự phát ra ánh sáng có màu sắc khác nhau của các phản ứng hóa học ở tầng trên của khí quyển. Phần màu xanh của sự phát sáng này xảy ra khi ánh sáng từ Mặt Trời phân tách phân tử oxy thành các nguyên tử oxy riêng biệt. Khi các nguyên tử kết hợp lại, chúng sinh ra năng lượng dưới dạng các photon nằm trong khoảng màu xanh lá của phổ ánh sáng biểu kiến và do đó tạo cho màu trời có màu xanh lá nhẹ.
Để tìm ra các yếu tố có thể gây ra đỉnh điểm của sự phát sáng không khí và tạo ra đêm sáng, các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm dữ liệu trong 2 năm của WINDII về các ánh sáng bất thường có dấu hiệu đặc trưng riêng (trừ trường hợp thiên thạch rơi và cực quang). Họ đã xác định được 11 trường hợp WINDII phát hiện ra sự tăng đột ngột của mức ánh sáng không khí có thể nhìn thấy được bằng mắt thường và hai trong số đó được mô tả chi tiết trong nghiên cứu.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu kết hợp các sự kiện với sự dao động của sóng khu vực, những đợt sóng lớn ở tầng khí quyển phía chuyển động quanh Trái Đất và chịu ảnh hưởng bởi thời tiết. Khi các đỉnh của một số sóng nhất định thẳng hàng, chúng tạo ra sự kiện đêm sáng có thể kéo dài nhiều đêm tại một vị trí cụ thể. Những sự kiện này sáng hơn từ 4 đến 10 lần so với ánh sáng không khí bình thường và có thể là nguyên nhân tạo ra đêm sáng được quan sát trong suốt lịch sử.
“Nghiên cứu này là một cách tiếp cận mới và rất rõ ràng với một bí ẩn lâu đời về việc “điều gì làm cho bầu trời đêm trở nên sáng hơn nhiều” và câu trả lời chính là động lực học của khí quyển”, Jurgen Scheer – một nhà nghiên cứu khí quyển tại Viện thiên văn và vật lý không gian ở Buenos Aires (không tham gia vào nghiên cứu) nói. “Giờ đây chúng ta có một ý tưởng tốt về việc các hiện tượng động học của khí quyển đứng sau các sự kiện làm không khí phát sáng cực mạnh này.”
Quan sát đêm sáng
Từ các dữ liệu của họ, các nhà nghiên cứu ước tình rằng tại một địa điểm cụ thể, những đêm sáng nhìn thấy được chỉ xảy ra mỗi năm một lần và việc quan sát chúng dựa vào việc người quan sát bầu trời cần nhìn từ một vị trí đủ xa trong một đêm không trăng và mắt đã quen với bóng tối. Shepherd ước tính rằng khả năng một đêm sáng xuất hiện ở một nơi nào đó trên Trái Đất, ở những kinh độ khác nhau là khoảng 7%.
Nếu một nhà thiên văn muốn trải nghiệm một đêm sáng riêng, Shepherd hoài nghi rằng liệu các nhà khoa học có thể dự đoán sự xuất hiện của chúng hay không nếu họ theo dõi các sóng liên tục để tính toán khi nào đỉnh của chúng sẽ thẳng hàng.
Thách thức tiếp theo là tạo ra sự hội tụ quan sát được của các sóng này thông qua mô hình và xem xét hiệu ứng của các loại sóng khác trong khí quyển, Sheer cho biết.
Mỹ Linh
Theo Space Daily
