Cột sáng mặt trời (Sun pillar) là ảo ảnh quang học hình thành nhờ sự phản xạ ánh sáng trên các tinh thể băng dạng tấm nằm ngang, thường xuất hiện trong điều kiện thời tiết lạnh và mặt trời ở vị trí thấp.
Cột sáng mặt trời là gì và cơ chế hình thành
Cột sáng mặt trời thực chất là một hiện tượng quang học khí quyển, không phải tia laser hay dấu hiệu huyền bí. Cơ chế này xảy ra khi những tinh thể băng phẳng hoặc hình lục giác lơ lửng trong không khí lạnh giá.
Do trọng lực, chúng tự xoay ngang và rơi chậm rãi, biến bề mặt thành những tấm gương khổng lồ. Khi các tinh thể này định hướng đúng để phản chiếu nguồn sáng về phía người xem, chúng sẽ tạo nên ảo ảnh. Hiệu ứng phản chiếu càng mạnh nếu tinh thể có kích thước lớn hơn.
Đặc biệt, trong điều kiện thời tiết cực lạnh, các tinh thể băng có thể duy trì trạng thái lơ lửng ngay sát mặt đất, một hiện tượng thường được gọi là bụi kim cương. Vô số tinh thể sắp xếp thẳng hàng trên một khoảng độ cao nhất định sẽ hợp lại thành cột ánh sáng kéo dài.
Khác với chùm sáng thực tế vốn nằm cố định vị trí, cột sáng này không nằm trên hoặc dưới nguồn sáng mà chỉ là kết quả của sự phản xạ. Việc bề mặt tinh thể nghiêng lệch vài độ so với phương ngang giúp khuếch đại phản xạ, khiến mắt người quan sát thấy một cột sáng thẳng đứng liền mạch thay vì những đốm sáng rời rạc.
Điều kiện thời tiết và vị trí quan sát
Hiện tượng quang học này đòi hỏi sự trùng khớp chính xác giữa vị trí của Mặt Trời và trạng thái khí quyển. Ánh sáng phải chiếu xiên qua các tinh thể băng lơ lửng, thường xảy ra khi Mặt Trời nằm thấp hoặc khuất hẳn dưới đường chân trời.
Điều kiện tiên quyết là nhiệt độ phải hạ xuống dưới 0°C, tạo môi trường lý tưởng để hơi nước kết tinh. Sự ổn định của bầu không khí là yếu tố quan trọng; nếu có gió mạnh, các tinh thể sẽ bị xáo trộn, phá vỡ cơ chế phản xạ.
Chiều cao của cột sáng tỷ lệ thuận với độ cao của các tinh thể trong khí quyển: chúng càng bay cao thì vệt sáng càng vươn dài. Mặc dù phổ biến ở vùng lạnh hoặc mùa đông, hiện tượng này vẫn có thể xuất hiện ở sa mạc lạnh vào ban đêm.
Đôi khi, nguồn sáng không chỉ đến từ Mặt Trời mà còn từ các hành tinh sáng như Sao Kim, tạo nên những cột quang kỳ lạ. Người quan sát cần hướng tầm nhìn lên bầu trời, tập trung vào khu vực gần vị trí chiếu sáng thấp để thấy rõ nhất hiệu ứng này.
Phân biệt với các hiện tượng quang học khác
Để tránh nhầm lẫn với các hiện tượng quang học khí quyển khác như Sun dog (mặt trời giả), cần phân biệt rõ cơ chế hình thành và đặc điểm hình thái. Trong khi Sun dog xuất hiện nhờ hiện tượng khúc xạ ánh sáng qua các tinh thể băng ở góc 22 độ, tạo nên những đốm sáng nằm ngang hai bên Mặt trời thì cột sáng lại là kết quả của sự phản xạ ánh sáng trên bề mặt phẳng của tinh thể băng, tạo thành một dải thẳng đứng.
Về hướng lan truyền, Sun dog mở rộng theo chiều ngang dọc theo đường chân trời, ngược lại với cột sáng vươn lên hoặc hạ xuống theo phương thẳng đứng. Dù cả hai đều đòi hỏi sự hiện diện của tinh thể băng và nguồn sáng, nhưng sự khác biệt giữa ảo ảnh khúc xạ ngang của Sun dog và ảo ảnh phản xạ dọc của cột sáng giúp người quan sát nhận diện chính xác từng hiện tượng.
Cột sáng nhân tạo và ví dụ thực tế
Cột sáng nhân tạo cũng xuất hiện khi ánh đèn gặp tinh thể băng. Hiện tượng này xảy ra do mặt trời và các nguồn sáng nhân tạo như đèn đường, thường tạo cột màu trắng hoặc vàng, hay đèn tàu cá – nguồn gốc của Isaribi Kochu tại Nhật Bản. Một số ví dụ thực tế bao gồm việc người dân Hà Nội ghi nhận cột sáng thẳng đứng vào rạng sáng ngày 19 tháng 5, và thị trấn Daisen thuộc tỉnh Tottori ở Nhật Bản chứng kiến 9 cột sáng cùng lúc vào tháng 5 năm 2024.
Dù từng bị đồn đoán là UFO hay đường kết nối vũ trụ song song, thực chất đây chỉ là phản xạ ánh sáng từ đèn thành phố hoặc tàu thuyền qua lớp tinh thể băng. Cột sáng càng rõ nét khi tinh thể băng càng lớn và dày đặc. Hiện tượng này khá hiếm vì cần hội tụ nhiều điều kiện: nhiệt độ thấp, độ ẩm phù hợp và bầu trời quang đãng.
Cột sáng mặt trời là một hiện tượng quang học tự nhiên thú vị, được tạo ra bởi sự phản xạ ánh sáng từ các tinh thể băng lơ lửng. Dù hiếm gặp và đòi hỏi những điều kiện thời tiết cụ thể, hiện tượng này hoàn toàn vô hại và có thể quan sát an toàn. Tuy nhiên, người xem cần luôn bảo vệ mắt bằng cách tránh nhìn trực tiếp vào nguồn sáng mạnh như Mặt Trời hoặc đèn công suất cao để ngăn ngừa tổn thương võng mạc.
