NASA: Nordlys-gåde opklaret

Når nordlys er ekstra farverige og heftige omkring midnat i nordlyszonen skyldes det de såkaldte substorme. Det har forskere vidst i mange år. Nu kan NASA forklare, hvad substorme er, og hvordan de opstår. Resultaterne fra et større forskningsprojekt bliver offentliggjort den 14. august i tidsskriftet Science.

Det er substorme, der skaber heftige nordlys med lysende stråler og buer i vilde bevægelser. Substormene er eksplosive magnetiske storme, der observeres i områderne omkring de magnetiske poler.

Siden 1960'erne har intens debat kørt mellem forskere om forklaringen på forekomsten af substorme. Blandt forskerne har der ikke hersket tvivl om, at det er i 'haleregionen' af Jordens magnetfelt, dannelsen af substorme foregår. Nærmere bestemt er det i rummet på natsiden af Jorden i afstande på mellem 40.000 og 100.000 km.

Jordens magnetfelt - også kaldet magnetosfæren - har en kometagtig form. Det skyldes konfrontation med den såkaldte solvind, der medbringer Solens magnetfelt i den ioniserede gas.

På dagsiden er magnetosfæren trykket sammen af solvinden og på natsiden udstrakt i en lang haleregion. Midt i haleregionen adskiller et strømførende lag det indadrettede magnetfelt i den øvre del fra det udadrettede magnetfelt i den nedre del af haleregionen.

Nye forskningsresultater viser her, at områder med modsatrettede magnetfelter i haleregionen kan komme i nærkontakt med hinanden, så magnetfeltet lokalt nedbrydes og sammensmeltes.

THEMIS satellitterne ved substorm i magnetosfærens haleregion. De blå kurver viser magnetfeltets struktur, og hvor sammensmeltningen er vist med et lysende område. Kilde: NASA

"Processen frigør energi, der tidligere var bundet i magnetfeltet. Energien bliver omsat til magnetiske forstyrrelser og en ekstra stærk stråling af elektroner og ioner, der skydes ned i atmosfæren. Det frembringer de kraftige og farverige nordlys," forklarer civilingeniør Peter Stauning, DMI.

De helt nye resultater stammer fra det storstilede NASA eksperiment med det kryptiske navn THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms). Eksperimentet omfatter en sværm på 5 ens satellitter opsendt af NASA. Satellitterne undersøger forholdene i magnetosfærens haleregion i forskellige afstande fra Jorden.

Figur 2. Sammensætning af all-sky fotos fra Canada og Alaska den 9. marts 2008 kl. 06:21 GMT. På billedet ses nordlysobservationer fra nettet af nordlysstationer. Konturer af Nordamerika og Grønland er indtegnet med svag linje. I den sydlige del af Canada ses en jævn nordlysbue og i den nordlige del af Canada og i Alaska ses spredte nordlys. Kilde: NASA

Samtidig har NASA etableret et net af geofysiske observatorier, specielt 20 stationer med 'all-sky' kamera for fotografering af nordlys i Canada og Alaska. Med kombination af målingerne i rummet og fra Jorden har forskerne et stærkt værktøj for at undersøge substorme nærmere og klarlægge de ledsagende magnetiske forstyrrelser og nordlys.

"DMI bidrager til THEMIS projektet med magnetiske målinger fra Grønland og i den kommende vinter vil DMI hjælpe med at etablere yderligere nordlysfotograferinger fra observatoriet i Nasarsuaq", slutter Peter Stauning.

For flere oplysninger, kontakt civilingeniør Peter Stauning på e-mail pst@dmi.dk eller telefon 39 15 74 73.

Af Mai Maskell Andersen, kommunikation@dmi.dk
© DMI, 6. august 2008

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Tilmeld dig DMI's varsler om farligt vejr på SMS
Mobile vejrudsigter, farvandsudsigter og nyheder på mobil.dmi.dk
DMI's -nyheder