Polarlys

Disambig bordered fade.svgNordlys henviser hertil. For andre betydninger, se Nordlys (flertydig)
Billede af nordlys (aurora borealis).
Sydlys (aurora australis) som optaget af NASA's IMAGE satellit d. 11. september 2005, digitalt lagt over billedet af Jorden.
Samtidig optagelse af sydlys og nordlys, som viser at de normalt forekommer samtidigt.
Kunstig polarlys lavet i et laboratorium. (fra Université Paris-Sud (Orsay) i tidsskriftet Journées de la Science i 2005).
Kort over nordpolen, som viser at nordlyset ses i et ringområde om den magnetiske sydpol (rød-sort prik) (ikke den geografiske nordpol (turkis-sort prik) hvorom jorden roterer).
Polarlys på Jupiter

Sydlys (latin aurora australis) og nordlys (latin aurora borealis) kan ses, når solvinden er kraftigere end normalt med store elektriske udladninger, der slynger elektrisk ladede partikler mod jorden. Fællesbetegnelsen for sydlys og nordlys er polarlys (aurora polaris).

Partiklerne afbøjes af jordens magnetfelt og spiralerer frem og tilbage mellem jordens magnetiske syd- og nordpol. Med tiden taber de kinetisk energi bl.a. ved at anslå atmosfærens atomer. Når atmosfærens atomer afgiver energien igen ved emission udsender de stråling, bl.a. i form af synligt lys.

Polarlys-mekanismer

Polarlys er et resultat af emissioner af fotoner i jordens øvre atmosfære i omkring 80 km højde, fra ioniserede nitrogen-atomer som genindfanger en elektron, og oxygen- og nitrogen-atomer, der returnerer fra en exciteret tilstand til grundtilstanden. Atomerne ioniseres eller exciteres ved sammenstød med solvindpartikler som kanaliseres ned i atmosfæren langs feltlinjerne fra jordens magnetfelt.

oxygen emissioner
Grøn eller brun-rød, afhængigt af energien af de udsendte fotoner.
nitrogen emissioner
Blå eller røde. Blå, hvis atomet indfanger en elektron efter at have været ioniseret. Rød, hvis atomet returnerer fra en exciteret tilstand til grundtilstanden.

Solvinden danner også polarlys på andre planeter med et magnetfelt som Jupiter og Saturn.

Dag- og natpolarlys

Dagpolarlyset opstår, når de magnetiske solstorme rammer Jorden forfra; altså den side af Jorden, som vender mod solen. Dagpolarlyset sker mindst 200 km oppe i luften. Når de magnetisk ladede partikler i solstormene passerer Jorden, fæster de sig til magnetfeltet på Jordens bagside. På grund af deres enorme hastighed (over tre millioner km i timen) vil magnetfeltet strækkes som en elastik. Svalbard er det bedste sted i verden for at observere solvinden koble sig på Jordens magnetfelt. I december og januar, nå det er bælgmørkt på Svalbard, kan man observere fænomenet med optiske kameraer fra Kjell Henriksen-laboratoriet [1] udenfor Longyearbyen og radarstationen Eiscat [2] lige ved. Når elastikken er spændt maksimalt, slår den tilbage med enorm energi mod Jorden, og trænger langt ned i atmosfæren, til 100 km over Jorden hvor natpolarlyset opstår. Derfor er dette langt stærkere end dagpolarlyset - 10 til 100 gange kraftigere. Stærkest lyser natpolarlyset på 70 grader nord (som Tromsø), mens dagpolarlyset sees klarest på 80 grader nord (som Svalbard). [3]

Solstormene varmer atmosfæren op. Da natpolarlyset opstår dybt nede i atmosfæren, holder lufttrykket ovenpå den opvarmede luft på plads som i en trykkoger. Men højere oppe, hvor dagpolarlyset varmer atmosfæren op, er der intet til at forhindre den opvarmede luft i at stige til vejrs. Dagpolarlyset danner dermed en gigantisk luftfontæne, som er 50.000 km høj, og pumper 300 tons oxygen ud i universet i løbet af et døgn. Forskerne ved ikke, hvordan energien i luftpumpen kan blive så kraftig, at luftmolekyler undslipper Jordens gravitationsfelt og forsvinder i universet. Et sted i luftfontænen, mindst 600 km over Jorden, må der ske en energiforvandling, der får luftpartiklernes hastighed til at stige, og det er en bølgeenergi. For at undslippe Jordens tyngdefelt må partiklerne have en fart på 11 km i sekundet. Fænomenet kan ikke undersøges med radarmålinger hverken fra Jorden eller fra satellitter. I dag bremser luftfontænernes modstand satellitterne, så de falder ned i bane, og behøver brændstof for at få farten op igen. Der eksisterer ingen mulighed for at forudsige, hvornår det sker. Med gode rumvejrvarsler vil satellitternes levetid kunne forlænges. De fleste svæver i 400-600 kms højde; men selv satellitter i 800 kms højde påvirkes af luftfontænerne. Jo lavere bane, jo større bremseeffekt er der fra luftfontænen. [4]

Nordlys og nordisk mytologi

I den nordiske mytologi har nordlys en helt speciel funktion. Aserne byggede et gærde omkring Midgård for at beskytte menneskene mod jætterne. Dette gærde blev som resten af verden bygget af urjætten Ymers døde krop. Gærdet blev bygget af hans øjenvipper og ses af og til langt mod nord som lyse striber på himlen – også kaldet nordlys.

Noter

  1. ^ http://kho.unis.no/
  2. ^ https://www.eiscat.se/
  3. ^ Yngve Vogt: "Elleve raketter skal avsløre mysteriene i atmosfæren", Forskningsmagasinet Apollon nr 3/2017 (s. 50), UiO
  4. ^ Yngve Vogt: "Elleve raketter skal avsløre mysteriene i atmosfæren", Forskningsmagasinet Apollon nr 3/2017 (s. 49-51), UiO

Litteratur

  • Asgeir Brekke og Alv Egeland: "Nordlys" (Skalks Gæstebog; Wormanium, Højbjerg 1985; ISBN 87-85160-88-1, s. 101-110)

Se også

Kilder/eksterne henvisninger


Medier brugt på denne side

Aurora borealis in a lab dsc04517.jpg
Forfatter/Opretter: David Monniaux, Licens: CC-BY-SA-3.0

Université Paris-Sud (Orsay) Journées de la Science 2005

An electrical experiment
Aurora mirroring Polar 1.gif
A time-lapse animation of Aurorae over both Earth poles shows symmetries and simultaneous changes – the long-suspected Aurora mirroring – in images from the Visible Imaging System (VIS) on bord of NASA's GGS Polar spacecraft
Polarlicht 2.jpg
Eielson Air Force Base, Alaska — The Aurora Borealis, or Northern Lights, shines above Bear Lake
Jupiter.Aurora.HST.UV.jpg
This is a spectacular NASA Hubble Space Telescope close-up view of an electric-blue aurora that is eerily glowing one half billion miles away on the giant planet Jupiter. Auroras are curtains of light resulting from high-energy electrons racing along the planet's magnetic field into the upper atmosphere. The electrons excite atmospheric gases, causing them to glow. The image shows the main oval of the aurora, which is centered on the magnetic north pole, plus more diffuse emissions inside the polar cap.

Though the aurora resembles the same phenomenon that crowns Earth's polar regions, the Hubble image shows unique emissions from the magnetic "footprints" of three of Jupiter's largest moons. (These points are reached by following Jupiter's magnetic field from each satellite down to the planet).

Auroral footprints can be seen in this image from Io (along the left hand limb), Ganymede (near the center), and Europa (just below and to the right of Ganymede's auroral footprint). These emissions, produced by electric currents generated by the satellites, flow along Jupiter's magnetic field, bouncing in and out of the upper atmosphere. They are unlike anything seen on Earth.

This ultraviolet image of Jupiter was taken with the Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) on November 26, 1998. In this ultraviolet view, the aurora stands out clearly, but Jupiter's cloud structure is masked by haze. This image was taken in UV light at 140 nm.
Map auroral oval mostly canada.png
Forfatter/Opretter: No machine-readable author provided. Ericdonovan~commonswiki assumed (based on copyright claims)., Licens: CC-BY-SA-3.0
Contours of constant geomagnetic latitude and longitude (calculated using the 2000 epoch AACGM coordinate system based on the algorithm as described in Baker and Wing [A new magnetic coordinate system for conjugate studies at high latitudes, J. Geophys. Res., 94(A7), 9139–9143, 1989]). The latitude contours indicate 65, 70, and 75 degrees magnetic latitude, which corresponds roughly to the typical auroral oval. Also shown are contours of magnetic lonitude, separated by one hour of local time. This image was created by Eric Donovan. The image may be reproduced without permission, however it should be attributed to Eric Donovan of the University of Calgary.
Aurora australis 20050911.jpg
False-colour image of ultraviolet Aurora australis captured by NASA's IMAGE satellite and overlaid onto NASA's satellite-based Blue Marble image.