Pour la première fois, les scientifiques ont systématisé tous les halos découverts au cours de milliers d’années d’observations

Pour la première fois dans l’histoire des observations, les scientifiques des universités fédérales d’Helsinki et de l’Oural, Jarmo Moilanen et Maria Gritsevich, ont systématisé des informations sur toutes les formes de halos atmosphériques enregistrées par l’humanité fin 2021. À partir de nombreuses sources de données sur les observations , dont l’histoire comprend 4 à 5 millénaires, 119 formes différentes de halo atmosphérique sont connues aujourd’hui. Il existe également des halos extra-atmosphériques et des halos visibles sur diverses surfaces. Un article décrivant les travaux effectués et les conclusions auxquelles ils sont parvenus a été publié dans le Journal de spectroscopie quantitative et de transfert radiatif.

Dans l’étude, les scientifiques ont résumé non seulement les informations générales concernant les phénomènes, mais également les conditions nécessaires pour voir les illusions d’optique dans l’atmosphère (la formation de cristaux de glace ou d’autres minéraux), telles que la température et l’humidité. De plus, les auteurs de l’article ont identifié des lacunes dans les connaissances dans l’étude des halos atmosphériques et ont décrit des méthodes prometteuses pour l’observation et le traitement des données. Parmi elles, de nouvelles techniques de photographie numérique qui sont utilisées pour améliorer la qualité de détection des halos atmosphériques et qui conduisent à la découverte de leurs nouvelles formes.

Les scientifiques ont regroupé les halos atmosphériques en catégories communément observées et rarement vues. On pense que si une certaine forme de halo est observée au moins une fois par an, elle appartient à la première catégorie ; les halos avec une configuration de source lumineuse rare, une orientation ou une forme de cristal inhabituelle ne représentent qu’environ 1% de tous les halos observés.

Les halos fréquemment observés sont généralement formés par la diffusion, la réfraction et la focalisation de la lumière par des cristaux de glace hexagonaux dans une orientation désordonnée, horizontale ou verticale. Les principales sources de lumière qui provoquent des halos sont le soleil et la lune, ainsi que des sources artificielles. Les halos rares, à leur tour, sont divisés en ceux dont l’origine a été établie; et exotiques, ceux qui n’ont pas encore été suffisamment étudiés et ne se prêtent pas encore à la modélisation.

« En règle générale, les halos se forment à la suite de l’interaction de la lumière avec des cristaux hexagonaux de glace d’eau », explique Jarmo Moilanen, auteur de l’article, chercheur à l’Institut finlandais de recherche géospatiale, Ph.D. étudiant à l’Université d’Helsinki. « Cependant, certains des halos exotiques documentés ne peuvent pas être expliqués de cette manière. Par exemple, les mystères de l’origine des halos elliptiques et des anneaux de Bottlinger n’ont pas été résolus depuis leur découverte au début du XXe siècle. Parmi les mystérieux se trouve le soi-disant arc de Moilanen, que j’ai découvert pour la première fois en 1995. »

Dans le cas des halos exotiques, la science traite vraisemblablement de formes cristallines anormales (telles que des cristaux de glace d’eau cubiques), de leur hétérogénéité ou de cristaux de certains autres minéraux dispersés dans l’air. Cependant, ce que devraient être exactement les cristaux de glace et les chemins des rayons qui traversent ces cristaux pour former un halo de l’une ou l’autre forme exotique n’est toujours pas clair.

« Les chercheurs suggèrent que la forme inhabituelle des halos exotiques est due à des facteurs anthropiques, tels que les émissions dans l’atmosphère ou l’influence du fort champ électromagnétique des lignes électriques à haute tension, qui peuvent perturber l’orientation des cristaux de glace dans l’air. Pour percer de tels mystères, des échantillons de cristaux de glace formant des halos exotiques ont été spécialement collectés dans l’atmosphère, mais cette expérience a également donné plus de questions que de réponses », explique Maria Gritsevich, professeure adjointe à l’Université d’Helsinki, chercheuse principale à l’Institut finlandais de recherche géospatiale. et l’Université fédérale de l’Oural.

Enfin, les halos formés dans les atmosphères de Vénus, Mars, Jupiter et leurs satellites sont intéressants. Les halos ont déjà été largement documentés dans l’atmosphère de Mars.

« Cette observation prouve que des nuages ​​de cristaux hexagonaux de glace d’eau ou d’autres minéraux existent dans l’atmosphère de Mars », explique Maria Gritsevich. « Il y a des suggestions que les halos pourraient être formés par des cristaux de dioxyde de carbone. La modélisation de Monte Carlo des facteurs qui peuvent conduire à la formation d’un halo fournira des informations précieuses sur l’état de l’atmosphère martienne. »

Les mentions les plus anciennes du halo datent de 4 à 5 mille ans : les informations sur les halos sont enregistrées sur des tablettes cunéiformes de la culture suméro-babylonienne. A l’époque d’Aristote, au moins trois formes de halo étaient connues. L’une des plus anciennes observations d’un halo à Jérusalem remonte au début du XIIe siècle. En 1820, le nombre de halos enregistrés était d’environ 20; vers 1990—60.

Des progrès significatifs dans la documentation du halo ont eu lieu en relation avec la prolifération des téléphones portables avec caméras photo et vidéo. Les auteurs de l’article appellent le public à enregistrer les halos observés et contribuer ainsi à l’étude de ces phénomènes et à la découverte de nouveaux.