3月25日多家欧洲媒体报道,欧洲多个地区夜空中出现了令人惊奇的现象,引发大量关注与讨论。根据多个媒体发布的新闻视频可见,天空中一个发着蓝色光芒,螺旋形状的不明物体在缓慢移动,有目击者称整个过程持续了至少四分钟。那么这个神奇的景象是如何形成的呢?外星人?时空之门?又或者地震光?

目击者照片
如果常关注科学探索类新闻的话可以发现,其实类似的场景近年来在欧洲、北美等多地区频繁上演,但这些太空奇异图案的成因却和外星人或者时空之门没有关系,大部分的原因都和人类航天活动紧密相关。比如2009年,俄罗斯布拉瓦潜射导弹试射后,天空出现了直径三百公里的蓝色螺旋云;2023年太空探索公司发射GPS卫星时,二级火箭在太平洋上空释放燃料也呈现出200公里的蓝色光环图案;我国2021年进行中段反导试验时形成过银白色的螺旋UFO。

那么为什么火箭发射会形成这些神奇的景观呢?现代火箭普遍采用液态燃料推进系统,以SpaceX猎鹰9号为例,其二级火箭完成任务后,会在距离地面二百到三百公里的高空释放剩余燃料,主要成分为液氧和煤油。释放出来的燃料因为暴露在真空环境中且温度骤降至零下一百八十摄氏度以下,液态物质会迅速凝结成直径约为1到5微米的冰晶云。这些冰晶云在微重力环境下不会自然沉降,而是随着火箭发动机的旋转惯性逐渐扩散成螺旋结构。这个过程就像孩子挥舞荧光棒,旋转中的冰晶云因离心力作用形成完美的几何图案。

那么火箭燃料形成的冰晶云是怎么发光的呢?其实这些螺旋图案发光的核心奥秘在于阳光的入射角度。2023年阿拉斯加案例中,猎鹰九号在日出前三小时发射,当火箭到达预定高度时,阳光改好以5°以下的极低角度照射冰晶云。此时地面仍然处于黎明前的黑暗阶段,而500公里高空已经完全在阳光的照射下,这就形成了“高空反光镜”效应,使处于地面的我们看到神奇的发光图案。

那么这些神奇图案的发光颜色由什么决定呢?其实还是和冰晶云本身有关,光谱分析显示,冰晶云对450到495纳米波长的蓝色光反射率高达65%,远远超过其他颜色。这种现象其实和瑞利散射原理有关——短波蓝光更容易被微粒散射,这也是天空呈现蓝色的原因。除此之外,当冰晶尺寸接近蓝光波长(大约0.45微米)时,还会产生米氏散射增强效果,使整个螺旋图案亮度大幅度提升。

也有同学会疑问,为什么这些图案不可能是极光现象呢?其实火箭燃料形成的发光冰晶云与自然极光在多个方面还是有区别的。首先来说,发光冰晶云在持续时间上往往比较短一般不超过十五分钟,而极光通常在数小时以上;在运动轨迹上来看,冰晶云一般是刚性旋转状态,而极光往往呈现出流体状波动;在颜色上来看,放光冰晶云大部分为单一色且蓝色居多,而自然极光往往色彩斑斓,绿色和粉色为主;最后在地理分布上,发光冰晶云只出现在火箭发射轨迹覆盖区,而极光则是固定的极光带内。

为了消除火箭发射产生的不明现象对社会公众造成的影响,欧洲航天局开发了“天空现象预警平台”,通过整合火箭发射计划、气象数据和光学模型,可以提前72小时预测发光云出现的区域与时间。据说2024年测试中,对SpaceX发射的预测准确率高达89%。