​Продолжаем тему оптических эффектов в ледяных облаках, и сегодня обсудим возникновение гало - световых колец, часто имеющих радужную окраску, образующихся вокруг Солнца или (реже) Луны в морозную погоду.

Как и световые столбы, о которых мы говорили вчера, гало возникают при взаимодействии света с атмосферными ледяными кристаллами в форме шестигранных призм. Но если в случае световых столбов высота этих кристаллов много меньше ширины, то гало образуется в кристаллах-"столбиках", в которых высота много больше радиуса сечения. Соответственно, свет для образования гало проходит через одну из граней шестигранной призмы, а выходит - через другую. В процессе преломления в такой призме свет отклоняется от первоначального направления примерно на 22 градуса. Эти отклонённые лучи наш глаз и воспринимает как гало.

Возможны и гало второго порядка угловым диаметром в 46 градусов: они возникают в результате выхода из кристалла лучей, претерпевших в нём двойное отражение.

Радужное чередование цветов в гало возникает из-за дисперсии - зависимости показателя преломления света в веществе от длины его волны. Из-за него более красные составляющие солнечного света преломляются слабее и видимы под меньшим углом.

То, что гало получает форму кольца, объясняется тем, что кристаллы льда в облаке ориентированы случайным образом, и свет отклоняется от изначального направления во все стороны. Однако это не всегда бывает так: иногда, например, кристаллы имеют преимущественную ориентацию, например, горизонтальную или вертикальную (такое чаще наблюдается в безветренную погоду), и тогда вместо кольца мы видим освещённые точки по бокам от Солнца и (реже) сверху и снизу от него. Особенно эффектно это выглядит на восходе, когда кажется, что вместо одного Солнца восходят сразу три. Это явление называют паргелий - "ложное Солнце".

В ряде случаев прохождение света через ледяные кристаллы вызывает и другие явления: описанные нами выше световые столбы, касательные (по отношению к основному гало) дуги, зенитные и околозенитные дуги, проходящие через солнечный диск круги, параллельные горизонту, световые пятна на противоположной от Солнца части неба и т.п.

Также гало не следует путать с т.н. венцами - световыми пятнами вокруг Солнца и Луны, возникающими из-за волновой дифракции света на мелких ледяных кристаллах. Их легко отличить друг от друга по тому, что венцы имеют меньший угловой размер, более или менее равномерно окрашены (т.е. представляют собой не кольцо, а именно круг), а также по тому, что красные части "радуги" в них находятся снаружи, а синие - внутри.

Ниже по традиции добавлю больше фото гало различных видов, а также схему образования явления.

Поверхность озера Мичиган год назад оказалась покрыта "акульей кожей" из миллионов ледяных осколков.

Это довольно редкое, но не уникальное явление, часто встречающееся при резких колебаниях температуры: поверхность водоёма сначала покрывается слоем обычного льда, который с повышением температуры начинает таять. Если всё это сопровождается волнением, то волны ломают ледяной панцирь на осколки, а если после этого температура снижается, то эти осколки снова смерзаются вот в такой причудливой форме.

Друзья, у меня были временные технические сложности, но уже (надеюсь) всё в порядке, готовлю серию материалов про радиоактивность.

Пока она готовится - держите вот такий милый шарик из плутония-238. Вообще плутоний не красный, он обычного металлического цвета. Но 238 изотоп претерпевает такой интенсивный свободный (естественный) распад, что выделяющейся тепловой энергии (560 ватт/кг) хватает, чтобы раскалить его докрасна.

Ловите обещанный текст про радиацию

https://telegra.ph/CHto-takoe-radiaciya-i-kakaya-ona-byvaet-01-13

Это не архитектурный памятник древней цивилизации, а "дело рук" тектонических процессов - так называемые столбчатые базальты. Каждый "столб" когда-то представлял конвекционный поток в расплавленной лаве, горячей снизу и остывающей сверху. В центре столба жидкий камень двигался вверх, по краям - вниз, а шестиугольная форма в сечении образовалась из-за того, что это самый плотный способ "упаковки" таких потоков при полном замощении той или иной площади.

Ну а потом вот это вот всё так и застыло.

Столбчатые базальты - частный случай известного явления под названием "ячейки Бенара", которые, в свою очередь, возникают в результате так называемой конвекции Рэлея-Бенара. Об этом явлении мы ещё обязательно поговорим подробнее.

Северное сияние с борта МКС. Автор видео: бортинженер МКС Сергей Кудь-Сверчков

Это одно из лучших изображений одного из т.н. объектов Хербига-Аро, сделанное массивом телескопов ALMA в Атакаме.

Объекты Хербига-Аро - струи газа, который испускают со своих полюсов протозвёзды на последних этапах своего формирования. Эти потоки движутся со скоростью в несколько сотен миллиметров в секунду, их масса составляет доли процента от массы "родительской" звезды, а температура варьируется от 8 до 12 тысяч градусов. Объекты Хербига-Аро "живут" ничтожное по космическим меркам время (тысячи лет) после чего рассеиваются в окружающем пространстве.

Мы пока не вполне понимаем, как и почему образуются объекты Хербига-Аро (хотя связь их с юными звёздами вроде объектов типа Т Тельца считается доказанной). Вероятно, это как-то связано с поглощением такими протозвёздами вещества из окружающего пространства: аналогичные явления мы наблюдаем и в связи с другими объектами, где происходят сходные процессы, например, нейтронными звёздами и чёрными дырами.