Er nordlyset forårsaget af partikler fra Solen? Ikke ligefrem

Hvilket skue er et stort nordlys, dets flimrende gardiner og farverige lysstråler, der oplyser en mørk himmel. Mange mennesker omtaler nordlys som nordlys (aurora borealis), men der er også sydlys (aurora australis). Uanset hvad, hvis du er så heldig at få et glimt af dette fænomen, er det noget, du sent vil glemme.

Aurora forklares ofte blot som "partikler fra Solen", der rammer vores atmosfære. Men det er ikke teknisk præcist undtagen i nogle få begrænsede tilfælde. Så hvad sker der for at skabe dette naturlige vidunder?

Vi ser nordlyset, når energiladede partikler - elektroner og nogle gange ioner - kolliderer med atomer i den øvre atmosfære. Mens nordlyset ofte følger eksplosive begivenheder på Solen, er det ikke helt rigtigt at sige, at disse energiske partikler, der forårsager, at nordlyset kommer fra Solen.

Jordens magnetisme, den kraft, der styrer kompasnålen, dominerer bevægelserne af elektrisk ladede partikler i rummet omkring Jorden. Magnetfeltet nær Jordens overflade er normalt stabilt, men dets styrke og retning svinger, når der er visninger af nordlys. Disse udsving er forårsaget af det, der kaldes en magnetisk understorm - en hurtig forstyrrelse i magnetfeltet i rummet nær Jorden.

For at forstå, hvad der sker for at udløse en substorm, skal vi først lære om plasma. Plasma er en gas, hvor et betydeligt antal af atomerne er blevet brudt til ioner og elektroner. Gassen i de øverste områder af Jordens atmosfære er i plasmatilstand, ligesom gassen, der udgør Solen og andre stjerner. En plasmagas strømmer kontinuerligt væk fra Solen:dette kaldes solvinden.

Plasma opfører sig anderledes end de gasser, vi møder i hverdagen. Vift med en magnet rundt i dit køkken, og der sker ikke meget. Luften i køkkenet består overvejende af elektrisk neutrale atomer, så den er ret uforstyrret af den bevægende magnet. I et plasma, med dets elektrisk ladede partikler, er tingene imidlertid anderledes. Så hvis dit hus var fyldt med plasma, ville luften bevæge sig, hvis du viftede med en magnet.

Når solvindplasma ankommer til jorden, interagerer det med planetens magnetfelt (som illustreret nedenfor - magnetfeltet er repræsenteret af de linjer, der ligner en edderkop). Det meste af tiden bevæger plasma sig let langs magnetfeltets linjer, men ikke på tværs af dem. Det betyder, at solvinden, der ankommer til Jorden, ledes rundt på planeten og holdes væk fra Jordens atmosfære. Til gengæld trækker solvinden feltlinjerne ud i den aflange form, der ses på natsiden, kaldet magnetohale.

Nogle gange bringer bevægeligt plasma magnetiske felter fra forskellige områder sammen, hvilket forårsager et lokalt sammenbrud i mønsteret af magnetiske feltlinjer. Dette fænomen, kaldet magnetisk genforbindelse, varsler en ny magnetisk konfiguration og, hvad der er vigtigt, frigiver en enorm mængde energi.

Disse hændelser sker ret ofte i Solens ydre atmosfære, hvilket forårsager en eksplosiv energifrigivelse og skubber skyer af magnetiseret gas, kaldet koronale masseudstødninger, væk fra Solen (som vist på billedet ovenfor).

Hvis en koronal masseudslyngning ankommer til Jorden, kan det igen udløse genforbindelse i magnetohale, og frigive energi, der driver elektriske strømme i jorden nær:substormen. Stærke elektriske felter, der udvikles i denne proces, accelererer elektroner til høje energier. Nogle af disse elektroner kan være kommet fra solvinden, som er tilladt ind i det nære Jord-rum ved genforbindelse, men deres acceleration i substormen er afgørende for deres rolle i nordlyset.

Disse partikler ledes derefter af magnetfeltet mod atmosfæren højt over polarområderne. Der kolliderer de med ilt- og nitrogenatomerne og ophidser dem til at gløde som nordlys.

Nu ved du præcis, hvad der forårsager nordlyset, hvordan optimerer du dine chancer for at se det? Opsøg mørke himmelstrøg langt fra byer og byer. Jo længere nordpå du kan komme, jo bedre, men du behøver ikke at være i polarcirklen. Vi ser dem fra tid til anden i Skotland, og de er endda blevet set i det nordlige England – selvom de stadig bedre ses på højere breddegrader.

Websites som AuroraWatch UK kan fortælle dig, hvornår det er værd at tage udenfor. Og husk, at selvom begivenheder på Solen kan give os et par dages advarsel, er disse vejledende, ikke idiotsikre. Måske ligger en del af magien i, at du har brug for en lille smule held for at se nordlyset i al sin pragt.