Noktilucentni, svjetleći noćni oblaci, najviši su od svih koji stoje nad Zemljom. Pojavljuju se u ljetnim mjesecima, u visokim zemljopisnim širinama, u mezosferi na visini od 76 do 85 kilometara, i to u dubokom sumraku kada se Sunce nalazi ispod obzora, a oblaci su još obasjani Suncem. 

Nevjerojatno suho i hladno

Nemoguće ih je vidjeti za dana, ali kad Sunce zađe za horizont njegove posljednje zrake zahvaćaju atmosferu, mada sama zvijezda više nije vidljiva s površine planeta. Sunčeve zrake tad osvjetljavaju te oblake, zbog čega oni sjaje na podlozi od tamnog neba. 

Tim astrofizičara Richarda Collinsa sa Sveučilišta u Fairbanksu na Aljasci smatrao je da bi ovi oblaci mogli imati neke veze s prisutnošću vodene pare u gornjim slojevima atmosfere, tamo gdje je izuzetno suho i hladno.

Kako bi provjerili teoriju, napunili su podorbitalnu raketu vodom i ispalili je u nebo iznad Aljaske ne bi li sami napravili noktilucentni oblak. Nalaze istraživanja sad su objavili u časopisu Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Kako bi bili sigurni da se njihovi umjetni oblaci neće pomiješati s prirodnima, raketu su ispalili zimi, pred zoru, kada su uvjeti za prirodno stvaranje noktilucentnih oblaka daleko manje pogodni nego ljeti.

S dva kanistera vode u svemir

U sklopu misije Super Soaker u siječnju 2018. ispaljena je raketa koja je u dva kanistera nosila 220 kilograma vode, a ispaljene su i male količine trimetil-aluminija (TMA) kako bi se kemijskim reakcijama stvorili umjetni svjetleći oblaci.

Kontejneri s vodom raspršili su se kad je raketa dosegla visinu od 85 kilometara. Samo 18 sekundi kasnije laserska zraka, odaslana s kopna, otkrila je prisutnost oblaka. Tijekom sljedeće tri minute činilo se kao da se taj oblak spušta s vršne visine od 92 kilometra do 78 kilometara. 

Analizom prikupljenih podataka pokazalo se da je oblake mogao stvoriti jedino pad temperature za 25 Celzijevih stupnjeva. A za to je bila zaslužna vodena para, oslobođena iz kanistara. U konačnici, kombinacija pada temperature i porasta točke smrzavanja omogućila je pretvaranje vodene pare u ledene kristale.

Hlađenje vodene pare

Ovo je prvi put da je netko eksperimentalno pokazao kako je stvaranje polarnog mezosferskog oblaka u mezosferi izravno povezano s hlađenjem vodene pare. To bi pak moglo objasniti i zašto se noktilucentni oblaci pojavljuju u vrijeme lansiranja raketa. Vodena para uobičajen je nusproizvod ispuha letjelica, a znanstvenici su taj fenomen već više puta primijetili tijekom arktičkog ljeta.

Polarna mezosfera ljeti vjerojatno uzdiže vodenu paru s nižih nadmorskih visina i stvara učinak koji je tim vidio u svom eksperimentu Super Soaker.

"To bi moglo objasniti zašto se stvaranje mezosfernih oblaka lakše opaža ljeti nego zimi", napisali su istraživači u svom radu. "Ova studija sugerira da vodena para iz raketa hladi mezosferu i potiče stvaranje mezosfernih oblaka, čak i u vrijeme polarne zime."

Sve to između ostaloga znači da bismo ubuduće mogli točno predvidjeti pojavu svjetlećih noćnih oblaka: bit će dovoljno pogledati u raspored lansiranja raketa u svemir.