Norrsken

De fyra Cluster-satelliterna, uppskjutna år 2000, cirklar runt Jorden i formation. Ombord var och en av dem har IRF identiska instrument för att mäta elektriska fält och vågor i rymdplasma. Bild: European Space Agency, ESA.

Del av norrskensovalen avbildad av IRF:s instrument PIA ombord på den svenska satelliten Astrid-2. Bild: IRF

Norrsken fotograferat med IRF:s firmamentkamera. Foto: IRF

Ett fantastiskt natur- och ljusfenomen som ibland syns under vinterhalvåret i Norrland. Orsaken - ett samspel mellan energi från solen, jordens magnetfält och vår atmosfär.

Norrsken, på latin Aurora borealis, uppstår när laddade partiklar från solvinden accelereras längs med magnetfältlinjerna mot jordens magnetiska poler.

Elektronerna följer jordens magnetfält tills de kolliderar med atomer och molekyler längst upp i jordens atmosfär. Atomen eller molekylen blir då lite upprörd, efter ett tag lugnar den sig och lämnar igen rörelseenergin i form av ett ljuskvanta. Det är detta ljus vi ser som norrsken.

Det kan vara ett gulgrönt, rödviolett, blått eller rött sken på himlen som har formen av draperier, bågar eller strålar. Färgen motsvarar energin hos den utsända fotonen. De olika färgerna har också olika tidskonstanter. För det blåvioletta ljuset längst ned i norrskensdraperierna kommer fotonen nästan omedelbart efter kollisionen. För den starkast och vanligaste färgen, gröngult, tar det 0,7 sekunder och för den röda nästan två minuter.

I nordligaste Skandinavien, Island, Grönlands sydspets, norra Kanada och Alaska samt på Sibiriens nordkust syns norrskenet bäst. Ljusfenomenet är för blotta ögat svagt och det går därför bara att se det under mörka klara nätter vintertid. I Sverige syns polarskenet bäst under vinterhalvåret i Norrland, men vid kraftiga händelser kan man även se det längre söderut.

Skenet uppstår mer än 80 km upp i luften och har ingenting med vädret på jorden att göra. Norrskenet är ett synligt resultat av rymdvädershändelser, och vid kraftiga förändringar kan de orsaka omfattande problem i våra tekniska system som exempelvis elnät, kommunikations- och navigationssystem. 2003 ledde en sådan händelse till ett stort strömavbrott i Malmöområdet.

I Kiruna ligger Institutet för rymdfysik, IRF, som studerar förändringar i atmosfären. Norrskenet mäts optiskt från flera stationer och med hjälp av speciella radarsystem. Det går också att sända upp sondraketer för att mäta norrskenet.

– Kiruna ligger tillräckligt långt norrut för att studera norrsken. Det var bland annat därför som IRF grundades här som Kirunas geofysiska observatorium 1957, berättar Rick McGregor, forsknings- och utvecklingsansvarig på IRF.

Kiruna ligger på kanten till den så kallade polarvirveln och är därför en bra plats att studera atmosfärfysik.