Pirmą kartą nufotografuota keturguba vaivorykštė

Fotografui iš Vokietijos pavyko pirmą kartą nuotraukoje įamžinti gamtoje stebėtą keturgubą vaivorykštę, praneša LiveScience.com.

Nuotraukoje matyti tik dviguba vaivorykštė, nes joje užfiksuota tik trečiaeilė (kairėje) ir ketvirtaeilė vaivorykštė (dešinėje). Jos susidarė toje dangaus pusėje, kur yra saulė, maždaug už 40 ir 45 laipsnių nuo jos.

Trečios ir ketvirtos pakopos vaivorykštės gali susiformuoti tik toje pačioje dangaus pusėje, kur yra ir saulė. Pirminės ir antrinės vaivorykštės susiformuoja kitoje dangaus pusėje, taigi naujojoje nuotraukoje jų nematyti.

Keletas žmonių tvirtina vienu metu danguje matę tris vaivorykštes. Moksliniai pranešimai apie šį reiškinį, vadinamą trijų pakopų vaivorykštėmis, yra labai reti (per pastaruosius 250 metų užfiksuoti vos 5 atvejai), jog iki šiol dauguma mokslininkų manė, kad jos tokios pat tikros, kaip ir vaivorykštės gale laukiantis aukso puodas.

Šias legendines optines retenybes, kurias sukelia lietaus laše tris kartus atsispindintis šviesos spindulys, galiausiai patvirtinti padėjo fotografų atkaklumas ir naujas meteorologinis modelis, pateikiantis mokslinį pagrindą joms surasti. Šis darbas aprašomas specialiame leidinio „Applied Optics“ numeryje.

Optinių lobių medžioklė žengė žingsnį į priekį, kaip matyti mirguliuojančią ketvirtą vaivorykštę užfiksavusioje nuotraukoje.

Prieš metus JAV karinio jūrų laivyno akademijos meteorologijos profesorius Raymondas Lee numatė, kada keturgubos vaivorykštės galėtų susidaryti, ir paskatino entuziastus jų vaikytis.

Nors susidarančios stulbinančiai retai, trijų ir keturių pakopų vaivorykštės yra natūralus lūžimo, dispersijos ir atsispindėjimo lietaus laše produktas. Tie patys procesai sukuria visas vaivorykštes. Lūžimas vyksta tuomet, kai saulės šviesa, pereinanti iš oro į vandenį ir atvirkščiai išlinksta. Lietaus lašai skirtingų spalvų šviesą laužia kiek kitu kampu. Tai vadinama dispersija. Jos metu spalvos atskiriamos ir sukuriama vaivorykštė.

Dauguma skirtingų spalvų šviesos praeina pro kitą lietaus lašelio pusę, tačiau dalis yra atspindima. Lietaus lašo rutulio pavidalo išlinkimai sukoncentruoja šiuos atspindžius ties 138 laipsniais nuo saulės. Ši sukoncentruota šviesa yra pakankamai ryški, kad sukurtų matomą pirminę vaivorykštę.

Dviguba vaivorykštė susidaro todėl, kad ne visa šviesa išeina iš lietaus lašų. Dalis vėl atspindima, tad visas procesas kartojasi. Nors šviesa blankesnė, kartais ji pakankamai ryški, kad susidarytų antroji vaivorykštė, esanti visai greta pirmos.

Trečia atspindžių serija sukuria trečios pakopos vaivorykštę. Ji dar blankesnė nei antroji. Bet to, ją daug sunkiau surasti, nes ji susiformuoja aplink saulę. Tad norint ją pamatyti, reikia žiūrėti į spindinčią saulę.

Galbūt dėl to per pastaruosius 250 metų apie mokslą nusimanantys stebėtojai aprašė vos penkis trijų pakopų vaivorykščių atvejus.

R. Lee peržiūrėjo visus šiuos apibūdinimus. Jis eliminavo vieną abejotiną atvejį, o visuose likusiuose aptiko bendrų elementų. Visuose juose apibūdinamos trijų pakopų vaivorykštės, kelioms sekundėms pasirodžiusios tamsių debesų fone, už maždaug 40 laipsnių nuo ryškiai šviečiančios saulės.

Kartu su kolega Philipu Lavenu, R. Lee pasitelkė matematinį modelį, norėdamas prognozuoti, kokioms sąlygoms esant galėtų susidaryti matoma triguba vaivorykštė. Pirmiausiai, reikėjo tamsių audros debesų ir smarkios liūties arba liūties su audra, kai susiformuoja beveik vienodo dydžio lašai.

Esant šioms sąlygoms ir pro debesis švystelėjus saulei, netoliese esančių tamsių debesų fone galėtų susiformuoti triguba vaivorykštė. Kontrastuojančios spalvos leistų blankią trečios pakopos vaivorykštę pamatyti.

Kai R. Lee savo tyrimo rezultatus pernai pristatė Tarptautinėje atmosferinės optikos konferencijoje, jie įžiebė karštas diskusijas. Kai kurie mokslininkai tvirtino, kad ankstesni apibūdinimai buvo klaidinti ir kad trečiaeilės vaivorykštės yra per blankios, kad jas būtų galima pamatyti saulės spindesyje.

Vienam konferencijos dalyviui, Vokietijos SRH Taikomųjų mokslų universiteto Heidelberge astronomui Elmarui Schmidtui šios pateiktos nuorodos tapo iššūkiu. Apie tai jis pranešė bendraminčiams mėgėjams. Nuo to laiko Michaelis Grossmanas ir Michaelis Theusneris padarė trigubų vaivorykščių nuotraukų, o vienoje užfiksavo keturgubą vaivorykštę. Abi nuotraukos, kurios programine įranga apdorotos tik minimaliai, norint padidinti kontrastą, taip pat skelbiamos leidinyje „Applied Optics“.

Tą dieną, kai M. Grossmanas nufotografavo keturgubą vaivorykštę, jis prisimena pirmiausiai pamatęs dvigubą. Kai lietus sustiprėjo, jis žinojo turintis atsisukti į saulę.

„Perdėčiau sakydamas, kad ją pamačiau, tačiau atrodė, kad ten kažkas yra“, – pasakojo jis.

Komentuodamas atradimą R. Lee teigė: „Tai taip pat jaudinama, kaip ir rasti naują rūšį.“