‘Halo efekt’: Kako se na nebu javlja ‘lažno Sunce’

Nebeska sfera, odnosno onaj dio udaljenog Svemira koji vidimo kroz Zemljinu atmosferu, iznimno je bogat raznim “igrama svjetlosti” zbog kojih vidimo neobične stvari. To nisu izmišljeni elementi i pojave, nego segment optičke iluzije koja je posljedica udaljenosti i međusobnog položaja nebeskih tijela te sastava atmosfere u određenom periodu. Refleksija i refrakcija svjetla nam nude najljepše prizore na nebu.

Najneobičnija pojava kroz prošlost su bile vizualno različite veličine Sunca i Mjeseca. S obzirom da su putanje Mjeseca oko Zemlje te Zemlje oko Sunca elipsastog oblika, međusobne udaljenosti spomenutih tijela nisu uvijek identična. Zbog toga nam se nebeska tijela sa Zemlje čine različitih veličina, iako ona ne mijenjaju veličinu u prirodi.

Svakako je zanimljiva pojava i Mjesečevih faza. Budući da Mjesec ne proizvodi svoju svjetlost te da je zbog neobičnog kretanja uvijek ista strana Mjeseca okrenuta ka nama, različiti uglovi koje međusobno zauzimaju Mjesec, Zemlja i Sunce utiču da vidimo Mjesec u različitim oblicima, odnosno vidimo osvijetljeni dio koji je okrenut nama. Jasno je da u prirodi Mjesec ne mijenja svoj oblik.

Zbog posebnih vizualnih pojava u atmosferi postoji i znanstvena grana koja se zove “atmosferska optika”. Ona proučava različite pojave koje se javljaju i koje vidimo sa Zemlje. Sama boja neba i oblaka je posljedica optičkih odlika atmosfere i njenih primjesa. Najpoznatija pojava koju spominje atmosferska optika je duga. Ona nastaje kada se Sunčeve zrake “prelamaju” u kapljicama kiše i formiraju sedam boja „vidljivog dijela spektra“ koji nastaju razlaganjem „bijele svjetlosti“. Zbog toga postoje i dijelovi spektra koje mi ne vidimo kao što su oni koje zovemo infracrveni i ultraljubičasti.

“Halo” je posebna optička pojava koja nastaje kada se Sunce i Mjesec promatraju kroz oblake koji su iznimno tanki. Bitna predispozicija je i pojava kristalića leda u cirusima i cirostratusima, tipovima oblaka koji su osnova ove optičke pojave. Gustoća oblaka ne smije biti tog kvantiteta da bi sakrila Sunce jer onda nema mogućnosti da vidimo ni Sunce niti “halo”. U atmosferi se mogu javiti ledeni kristali različitih oblika, ali oni koji su osnova “halo efekta” moraju biti oblika heksagonalnih pločica ili stupića. Za razliku od duge, koja je relativno česta pojava u kojoj se pod različitim uglovima lome zrake svjetlosti, “halo” se javlja samo kada se u ledenim kristalima svjetlost lomi pod određenim uglom.

Specifična pojava

“Halo” se može javiti u raznim oblicima, ali se svi oni mogu podijeliti u dvije osnovne kategorije. Prvu kategoriju čini “mali halo” koji se javlja kada je ugao nad obzorom 22 stupnja i 90 posto svih “halo” pojava spada u ovu kategoriju. Tada se javlja prsten oko Sunca ili Mjeseca crvene ili, rjeđe, smeđe boje. Posebno je interesantan “bijeli veo” koji nastaje oko prstena. Drugi tip “halo efekta” je “veliki halo” koji se javlja kada je ugao nad obzorom 46 stupnjeva. Njegova jačina je manja, a vidljivost mu je u dijelovima te je iznimno je lijepo obojen “na nebu”.

U suštini, osnovna razlika dva tipa “halo” pojave su uglovi prizme, odnosno ledenih kristala u atmosferi. “Mali halo” se veže za uglove od 60, a “veliki” za uglove od 90 stupnjeva. Indeks loma svjetlosnih zraka na led je različit za drugačije uglove. Tako se na blagoj promjeni mogu javiti i žuta i ljubičasta boja u “halo efektu”, umjesto crvene koja najčešće dominira. Osim što formira okrugli prsten po kojem je dobio ime (grč. halos – okruglo mjesto), “mali halo” izaziva i pojavu koja se zove “lažno Sunce”. Grci koriste i izraz “fotostefana”, što bukvalno znači “oreola” ili „svjetlosni vijenac“.

Parhelij ili “lažno Sunce” je specifična pojava koja se povremeno javlja kao posljedica “halo” optičke pojave. Sa obje strane Sunca, na kraju prstena koji je nastao zahvaljujući kristalima leda koji nude datu optičku pojavu, javljaju se dvije svijetle mrlje. One nastaju na 22 stupnja nad obzorom te se “lažno Sunce” ne može javiti kada se dešava “veliki halo”. U tom periodu mi na nebu vidimo “tri Sunca”, jedno stvarno i dva sa strane kao posljedica prelamanja svjetlosnih zraka. Nekada se, ali veoma rijetko, slična pojava može dogoditi i kod vizualnog prikaza Mjeseca.

Zanimljiv prikaz se javlja ako je oblak cirostratusa dovoljno homogen. Na nebu tada nastaje parhelijski krug koji okruži čitavo nebo paralelno sa našim obzorom, a tačke na njemu su i Sunce i dva “lažna Sunca” koja tog trenutka vidimo. Tada nam svjetlosni signal daje još jednu neobičnu pojavu. Na drugoj strani neba, sasvim suprotno od Sunca, javlja se “antisunce” ili “protusunce”. Kada se radi o Mjesecu nastaje paraselenska kružnica i tzv. antiselen (grč. Selen – Mjesec).

‘Optičke iluzije’

Za ove pojave ne možemo reći da su fatamorgana jer ih ne zamišljamo u glavama. Jasno je da ne postoje tri Sunca, niti neko nebesko tijelo antisunce, ali igra svjetla i lom svjetlosnih zraka nam omogućavaju da na nebu vidimo takve oblike. Sami ledeni kristali, koji se u datoj pojavi nazivaju “prizmice”, imaju jedno geofizikalno svojstvo. Oni da bi im otpor zraka pri padu bio maksimalan i da bi se mogli njihati u atmosferi uzimaju određenu srednju orijentaciju. Sam “halo efekt” je strogo orijentiran samo ako osa C kod ledenih kristala se nalazi ili vodoravno ili okomito. Zanimljivo je da jedna takva pojava zavisi od ugla orijentacije malih ledenih kristala u atmosferi.

Prijelomi svjetla uzrokuju i druge pojave. Tako “efekt glorija” nastaje zbog povratnog sijanja svjetlosti i liči na “halo”. U ovom slučaju nastaje aureola oko glave promatrača zbog refleksije i refrakcije svjetlosti. Ona može nastati samo kada je osoba koja promatra direktno između Sunca i kapljica koje prelamaju svjetlost. Najčešće se javlja na planinama ili na visokim zgradama, a posebnu kategoriju čine “pilotske glorije” koje nastaju tako što okruže sjenu aviona u oblacima. Glorija se javlja u raznim bojama, ali je crvena uvijek dominantna u vanjskom prstenu, a plava i ljubičasta u njegovom unutarnjem dijelu.

Atmosferska optika se bavi proučavanjem i drugi vizualnih pojava. Veoma zanimljivi su i “miraži” koji nastaju kada raslojavanje atmosfere nije jednoliko. Dešava se različit stupanj zagrijanosti i gustoće dijelova atmosfere te dolazi do savijanja svjetlosnih zraka. Sama atmosfera je “krivac” zbog čega u periodu izlaska i zalaska Sunca nam dominira crvena boja. Prijelom zraka pod tim uglom na česticama prašine nam nudi crvenu boju. Atmosferske pojave djeluju i na “boje” na Zemlji. Po tome je poznat Uluru, monolitna planina u Australiji koja u toku dana mijenja boju zbog refrakcije svjetla.

“Halo efekt”, kao i druge optičke iluzije, osim ljepote prizora nam nude i jednu skrivenu poruku – nekada ne treba vjerovati svemu što vidimo.