Polarsken
Från Rilpedia
- För en artikel om tidningen Norrsken, se Blåbandsrörelsen.
Polarsken (Aurora Polaris på latin) är ett himlafenomen som uppstår när laddade partiklar (huvudsakligen elektroner) som accelererats till höga energier i jordens magnetosfär kraschar i atmosfären. Sådan acceleration sker bara i vissa områden i magnetosfären, vilket gör att polarskenet huvudsakligen uppträder i ringformade områden runt jordens två magnetiska poler, polarskensovalerna (se nedan). Polarsken på norra halvklotet kallas norrsken, och detta ord används ofta (om än lite slarvigt) som en synonym till polarsken i allmänhet. Ordet sydsken används sällan, men syftar på polarsken runt sydpolen.
Norr- och sydsken kallas också Aurora borealis respektive Aurora australis. Borealis betyder nordlig och Australis sydlig. Aurora är namnet på morgonrodnadens gudinna i den romerska mytologin, så detta namn är alltså missvisande eftersom polarskenet till skillnad från morgonrodnaden inte är reflekterat solljus.
Innehåll |
Polarskenets ljus
När partiklarna når atmosfären på hög höjd exciterar de molekyler, joner och atomer så att dessa hamnar i ett mera energirikt tillstånd. När de sedan återgår till sitt normala tillstånd och avger den extra energin emitteras ljus i de olika färger vi ser i polarskenet.
- Gulgrönt är det vanligaste och är spektrallinjen 557,7 nm från syreatomen O och bildas på ungefär 150 km höjd.
- Karminrött är en spektrallinje från syrejonen O2+; bildas på cirka 300 km höjd.
- Violett alstras av kvävejonen N2+ på hög höjd.
- Blått alstras av kvävemolekylen N2 vid cirka 110 km höjd. Bara de mest energirika kosmiska partiklarna orkar så långt ner i atmosfären, vilket förekommer ytterst sällan. Detta blåa ljus är dessutom svagt, varför få människor har sett det.
Förekomst
Normalt kan norrsken ses i stort sett varje klar natt på höga latituder under den så kallade polarskensovalen, vid norra halvklotet även kallad norrskensovalen, och analogt vid södra halvklotet, sydskensovalen. Ovalen ligger som en ring med centrum över den magnetiska polen. Det finns faktiskt alltid polarsken på himlen, även under dagen, men då är det för ljust för att kunna se det.
Polarsken förekommer i många olika former (se nedan), men gemensamt för dem alla är att de sällan är oförändrade under längre tid än några minuter. Vissa lugna bågar kan synas under längre tid, men inte ens dessa ser helt oförändrade ut.
Bilden intill visar en ögonblicksbild av den södra polarskensovalen. Som synes är inte polarskenet lika starkt i hela ovalen, som dessutom är tjockare i vissa områden. Sådana detaljer ändrar sig snabbt i tiden, beroende på förändringar i magnetosfären. Sådana förändringar kan bero på ändringar i solvinden, till exempel på grund av solutbrott, som kan ge upphov till en geomagnetisk storm då polarskensovalerna vidgas så att stora norrskensutbrott kan bli synliga långt söderut. Men magnetosfären har också alldeles interna dynamiska fenomen. Viktigast av dessa är den geomagnetiska substormen, då magnetfältet i magnetosfärens svans snabbt omstruktureras vilket ger upphov till starka elektriska strömmar och kraftigt förstärkt och mer aktivt polarsken.
I Sverige håller sig norrskensovalen oftast ungefär över Kirunas latitud. Vid geomagnetiska stormar, då polarskensovalen störs och växer i storlek, kan man se norrsken även vid sydligare latituder som mellersta- och södra Sverige och i undantagsfall ända ner i Sydeuropa eller till och med i Afrika. På samma sätt expanderar sydskensovalen norrut vid sådana tillfällen.
Den magnetiska nordpolen ligger inte vid den geografiska nordpolen utan för närvarande i norra Kanada. Därför når norrskensovalen längre söderut geografiskt i Nordamerika än i Europa. Det innebär att norrsken är ungefär lika vanliga i New York som i Stockholm, trots att New York ligger på en mycket sydligare breddgrad, ungefär på samma latitud som Madrid.
Former
Polarsken kan uppträda i många former. Utseendet klassas internationellt på följande sätt:
- HA (Homogenous quiet Arcs) Jämna, stabila och svagt lysande bågar från horisonten som sträcker sig upp till 8° – 10° höjd; kan finnas kvar oförändrat i flera timmar. Ofta uppträder små ljusknippen i bågen.
- HB (Homogenous bands) Jämna band. De kan vara så smala som 100 m och ända upp till 1 000 km långa, ibland spiralformigt hoprullade.
- PA (Pulsating Arcs) Pulserande bågar, som kommer och går i korta intervall
- PS (Pulsating Surfaces) Större och mindre lysande fläckar, som dyker upp och försvinner än här och än där på himlen. Pågår bara en kort stund, 10 minuter eller mindre.
- RA (Ray-structured Arcs) Bågar med strålstruktur.
- RB (Ray-structured bands) Band med strålstruktur.
- C (Corona) Korona (krona) som uppträder som en rund fläck vid det magnetiska zenit dit strålarna inte når. Under korona uppträder strålar i kupolformade våningar.
- D (Draperies) Draperier, som fladdrar liksom en ridå för vinden.
- F (Flaming Aurora) Flammande polarsken; kan likna skenet av en brand på avstånd.
- G (Feeble Glow) Svag diffus glimning.
- R (Rays) Enstaka strålar eller strålgrupper, som kommer och går. Uppträder de ensamma, riktas de mot ett magnetiskt zenit som ligger något vid sidan av astronomiskt zenit d v s vertikalt rakt upp från observatören.
Forskning
Polarskensforskning fick ett uppsving under 1800-talet, men det är först under 1900-talet som ljusfenomenets uppkomst har kunnat förklaras. Ytterligare ett uppsving kom med rymdålderns intåg vid 1900-talets mitt, då ämet rymdfysik föddes och det blev möjligt att klarlägga vad som orsakar norrsken genom mätningar på plats i rymden. Hur accelerationen av de elektroner som ger upphov till polarsken när de kommer ner i atmosfären egentligen går till, och hur energi överförs från solvinden, kan fortfarande inte anses vara helt klarlagt, även om huvuddragen är kända. Polarskensforskning är därför ett aktivt område inom rymdfysik.
Genom sitt förmånliga läge (långt norrut, men ändå med drägligt klimat och bra infrastruktur) har Sverige (liksom Norge och Finland) en stark tradition inom norrskensforskningen. Anders Celsius och Anders Jonas Ångström var två tidiga vetenskapsmän som forskade på ämnet. På senare år har de svenska forskningssatelliterna Viking (1986-1987), Freja (1992-1995) och Astrid-2 gett viktiga bidrag.
Litteratur
- Ingrid Sandahl, Norrsken: budbärare från rymden. Bokförlaget Atlantis AB (1998), ISBN 9789174865424. Populär bok av Ingrid Sandahl, norrskensforskare och professor i rymdfysik vid Institutet för rymdfysik i Kiruna.
Externa länkar
- Wikimedia Commons har media som rör Polarsken
