Tajemnicze kształty na nocnym niebie: naukowe wyjaśnienie świetlnych fenomenów rakietowych

Zdjęcie: Bertrand Ilhe/AFP/Getty Images

Wraz z rosnącą liczbą obiektów wznoszonych w przestrzeń kosmiczną, coraz więcej ludzi na całym świecie staje się świadkami tych niezwykłych widowisk.

„Nie jesteśmy przyzwyczajeni do obserwowania zjawisk w przestrzeni kosmicznej w warunkach niskiej gęstości atmosfery” - tłumaczy Jonathan McDowell, astrofizyk i astronom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, odnosząc się do cienkiej atmosfery na dużych wysokościach i na orbicie Ziemi.

Gdy rakieta Falcon 9 firmy SpaceX wystartowała z Florydy, kierując się ku orbicie Ziemi, by dostarczyć satelitę szpiegowskiego dla armii USA, mieszkańcy Wielkiej Brytanii i Europy mogli obserwować niesamowite kształty na nocnym niebie. Media społecznościowe zalały doniesienia o „dziwnych kształtach” tańczących na niebie, które – jak wskazał brytyjski Met Office – były prawdopodobnie wynikiem działań rakiety SpaceX.

Widoczne zjawiska przypominały tak zwane „meduzy świetlne”, które towarzyszą niektórym startom rakietowym z Florydy i Kalifornii. Charakterystyczna, łzowata smuga świetlna rośnie i rozciąga się w miarę lotu rakiety, tworząc efekt wizualny podobny do meduzy. Niemniej jednak eksperci podkreślają, że fenomen spirali i meduzy różnią się od siebie.

Spiralne zjawisko, które towarzyszyło startowi rakiety SpaceX 24 marca, powstało po dostarczeniu ładunku na orbitę. Druga część rakiety, przygotowując się do deorbitacji i bezpiecznego zanurzenia w oceanie, zaczęła obracać się i uwalniać pozostałe paliwo, tworząc spiralny kształt na niebie.

„Wyrzucanie nadmiaru paliwa jest standardową procedurą bezpieczeństwa i przygotowaniem do deorbitacji” - wyjaśnia dr Christopher Combs z University of Texas w San Antonio. Wytworzona spirala przypomina efekt „węża ogrodowego”, gdy woda z węża tryskającego pod ciśnieniem zaczyna falować w charakterystyczny sposób.

Zjawisko „meduzy świetlnej” obserwowane na przykład w Ameryce Północnej po startach SpaceX to z kolei efekt plamy spalin wytwarzanych przez pierwszą fazę wznoszenia rakiety. Na większych wysokościach, gdzie atmosfera jest rzadsza, spaliny rozprzestrzeniają się bardziej swobodnie, tworząc rozrastający się bąbel, który przy odpowiednich warunkach świetlnych przypomina meduzę.

Zarówno spirale, jak i meduzy wymagają specyficznych warunków oświetleniowych, aby były widoczne. Obserwator musi znajdować się w ciemności, podczas gdy rakieta jest oświetlona promieniami słońca znajdującymi się poniżej horyzontu. Zjawiska te najczęściej pojawiają się tuż po zachodzie słońca lub przed świtem.

„Nasze mózgi mogą być oszukiwane przez te zjawiska, sprawiając wrażenie, że rakiety są bliżej ziemi, niż są w rzeczywistości” - mówi McDowell. Może wydawać się, że rakiety znajdują się na wysokości 10 - 20 mil, podczas gdy faktycznie znajdują się na wysokości około 200 mil.

Zwiększająca się liczba startów rakiet – która wzrosła z mniej niż 150 rocznie w XX wieku do ponad 250 w zeszłym roku – sprawia, że te świetlne widowiska stają się coraz częstsze. „Uwielbiam, gdy ludzie interesują się przestrzenią kosmiczną” - mówi Combs, zachęcając do dalszych pytań i obserwacji tych niezwykłych zjawisk.