Hiện tượng sóng vô tuyến dội lại bí ẩn từ bầu trời đã được giải đáp sau hơn 50 năm

Sau hơn 50 năm, các nhà khoa học tại đại học Boston đã tìm ra nguyên nhân khiến những tín hiệu vô tuyến từ radar bị dội lại từ tầng khí quyển trên cùng của Trái Đất. Thủ phạm được họ xác định không phải là UFO mà chính là Mặt Trời.

Chuyện xảy ra vào năm 1962, sau khi đài quan sát vô tuyến Jicamarca được xây dựng tại Lima, Peru bắt đầu hoạt động, các nhà nghiên cứu tại đây ngay lập tức phát hiện ra hiện tượng dội lại kỳ lạ của tín hiệu vô tuyến được truyền đi từ đài quan sát. Họ xác định tác nhân khiến tín hiệu dội lại xuất hiện ở độ cao từ 130 đến 160km trên mặt nước biển. Mặc dù các hiện tược khác được phát hiện bởi đài quan sát đã được giải thích chỉ sau đó vài năm nhưng hiện tượng sóng vô tuyến của radar dội lại vẫn khiến các nhà khoa học đau đầu tìm câu trả lời.

Để thấy được những gì đã xảy ra ở độ cao xác định là từ 130 đến 160km, các nhà nghiên cứu lúc đó đã phóng các tên lửa mang theo ăng-ten và máy dò hạt lên khu vực tình nghi. Những thiết bị này được thiết kế để thu nhận sóng radar nhưng Oppenheim cho biết "họ đã không tìm thấy gì".

Kỳ lạ hơn, hiện tượng dội lại của sóng vô tuyến chỉ xảy ra vào thời điểm ban ngày và biến mất vào ban đêm. Sự vọng lại của sóng vô tuyến có thể xuất hiện vào thời điểm bình minh mỗi ngày ở độ cao khoảng 160km trước khi giảm xuống độ cao 130 km và trở nên mạnh hơn. Sau đó vào buổi chiều, sóng vọng lại bắt đầu xuất hiện và gia tăng theo hướng khởi điểm ở độ cao 160 km trên mặt nước biển. Trên biểu đồ, sóng vô tuyến vọng lại có hình dạng giống một chiếc vòng cổ.

Vào năm 2011, khi nhật thực bán phần xảy ra, sóng vô tuyến dội lại biến mất. Oppenheim nói: "Sau lần nhật thực đó thì xuất hiện một cơn bão mặt trời và tín hiệu dội lại trở nên rất mạnh".

Hiện tượng dội lại của sóng vô tuyến chỉ xảy ra vào thời điểm ban ngày và biến mất vào ban đêm.

Thủ phạm là mặt trời

Sau rất nhiều nổ lực phân tích bằng sức mạnh của siêu máy tính, Oppenheim và người cộng sự Yakov Dimant đã có thể mô phỏng hiện tượng sóng vô tuyến dội lại kỳ dị này và tìm ra thủ phạm chính là mặt trời.

Bức xạ tử ngoại từ mặt trời dường như đã dội thẳng vào tầng điện ly (tầng khí quyển trên cùng của Trái Đất nằm ở độ cao từ 80 đến 600km so với mặt nước biển) nơi tín hiệu sóng vô tuyến dội lại được phát hiện. Sau đó, bức xạ dưới dạng các hạt photon phân tách các phân tử ở tầng điện ly ra khỏi electron của chúng và tạo ra các hạt mang điện tích dương hay ion và các electron tự do. Theo Oppenheim, những electron mang điện tích lớn hay photoelectron ở độ cao này lạnh hơn rất nhiều so với các photoelectron thông thường.

Bằng mô hình máy tính, các nhà khoa học đã cho những electron mang năng lượng cao tương tác với những hạt mang năng lượng thấp. Do các electron mang năng lượng cao di chuyển qua một môi trường lạnh và chậm trong tầng điện ly, hiện tượng nhiễu động động lực plasma xảy ra và kết quả là các electron bắt đầu rung động với các bước sóng khác nhau.

Oppenheim giải thích: "Một tập hợp các electron mang năng lượng cao di chuyển qua một tập hợp các hạt mang năng lượng thấp hơn thì rung động sẽ xảy ra, cũng giống như chúng ta kéo vĩ trên dây đàn violin. Tập hợp electron lạnh hơn sẽ bắt đầu tạo ra sóng cộng hưởng".

"Bước tiếp theo là những đợt sóng electron này cũng khiến các ion mang điện tích dương hình thành sóng", Oppenheim nói. Mặc dù vậy, sự hình thành sóng của các ion vẫn khá mơ hồ, Oppenheim giải thích rằng sóng ion xuất hiện định kỳ và tạo thành từng chùm nhưng không có bước sóng nào trội hơn. Những bước sóng này đủ mạnh để có thể phản xạ sóng vô tuyến trở lại mặt đất và hình thành sóng dội.

Oppenheim nói rằng: "Lý do khiến các nhà nghiên cứu chưa thể giải thích nguyên nhân gây ra sóng dội trong suốt một thời gian dài là do cơ chế hình thành phức tạp của nó".

Và khi được hỏi tại sao những tên lửa đem theo máy dò được phóng lên nhưng không thể phát hiện sóng dội, Oppenheim cho rằng đặc tính lộn xộn của sóng là nguyên nhân các thiết bị này trở nên vô dụng.

Từ khóa liên quan:

sóng vô tuyến

tín hiệu vô tuyến

tầng điện ly

đại học boston

mặt trời

đài quan sát Jicamarca

Bức xạ tử ngoại

sóng dội

sóng electron

sóng dội