Modernt norrsken, eller det vi vet om norrsken idag
För att så bra som möjligt åskådligöra dagens teori om norrskenets ljus, form, utseende och förekomst ska jag besvara frågorna när? Var? Och hur?
Att börja med "hur?" är det mest logiska.
Hur uppkommer fenomenet norrsken?
I likhet med Birkelands teori uppstår faktiskt norrsken av partiklar som slungas ut från solen och träffar jorden. Den viktiga skillnaden är att det inte enbart är elektroner som slungas mot oss. Då elektroner med samma laddning repellerar varandra krävs även andra partiklar för att elektronerna ska träffa jorden någorlunda samlat.
Man har funnit att partiklarna är både negativt laddade elektroner och positivt laddade protoner, som således attraherar varandra. Det har konstaterats att det mesta norrskenet orsakas av elektroner. Endast mellan 10 och 20 procent orsakas av protoner.
Solens inblandning
I solens atmosfär uppstår ibland väldiga stormar. Upphettade gaser från solens inre skikt virvlar upp och strömmar ut högt ovanför ytan. Dessa utbrott kallas flares och frigör enorma energimängder som får området för utbrottet att flamma upp och lysa bländande starkt. Flare-utbrotten slungar iväg stora moln av elektriskt laddade partiklar (elektroner och protoner) från solen. Denna ström av laddade partiklar kallas solvind och pågår ständigt, men i olika omfattning. Partiklarna färdas i hastigheter på flera miljoner kilometer i timmen och de når jorden efter mellan ett och två dygn. När elektronerna och protonerna närmar sig jorden kolliderar de med atomerna och molekylerna i den övre atmosfärens gaser och exciterar dessa till högre energitillstånd. Överskottsenergin som då bildas kan avges i form av ljus, norrsken.
Norrskenets färg och form
Norrsken kan ha flera olika färger. Vanligast är att de antar en grönskimrande färg, men det förekommer också blåa, violetta och röda norrsken. I ovanliga fall kan det till och med förekomma med olika färger samtidigt. Den färg det får avgörs av på vilken höjd och med vilken hastighet elektronerna och protonerna kolliderar med jordens atmosfär. Är hastigheten extra hög bildas vackert röda underkanter på norrskenet. De ljusaste och vackraste norrskenen äger rum då det är som mest fläckar, och mest aktivitet, på solens yta.
Norrskenets form kan variera i det oändliga (bild 2). Lugna norrskensbågar som sträcker sig över himlen i östvästlig riktning. Ljusdraperier med veck som sakta rör sig som vågor. Kraftiga norrskensutbrott där hela himlavalvet fylls av norrsken som rusar fram och tillbaka med stor hastighet. Eller mer sällsynta norrsken som uppenbarar sig som ett färgat dis över stjärnhimlen.
Bild 2. Olika typer av norrsken.
Var kan man se norrsken?
Egentligen bör man i det här sammanhanget använda begreppet polarsken. Norrskenets motsvarighet förekommer även kring sydpolen, där det benämns sydsken. Sydskenet är inte lika uppmärksammat som norrskenet då det förekommer i trakter som är obebyggda och mycket otillgängliga.
Det har tidigare nämnts att jordens magnetfält spelar en viktig roll för förekomsten av polarsken på vår jord.
Magnetosfären
Jordens magnetfält, magnetosfären, fungerar som en sköld, som skyddar jorden mot farliga partiklar från rymden. Man kan tänka sig att magnetosfären ser ut som en torus med jorden i centrum (bild 3).
Bild 3. Jordens magnetfält, magnetosfären, skyddar oss mot livsfarliga partiklar från rymden.
Magnetfältets form gör att partiklar från rymden, speciellt de från solen, avlänkas, eller styrs in mot jordens poler. De partiklar som styrs in mot polerna följer de magnetiska fältlinjerna från den yttre magnetosfären och träffar atmosfären längs en oval runt vardera de magnetiska polerna.
Det är på de här två ovalerna, sydskensovalen och norrskensovalen som man kan beskåda polarsken (bild 4).
Bild 4. Norrskensovalens och sydskensovalens placering i förhållande till polerna och jordens rotationsriktning.
Ovalerna har sina mittpunkter ungefär 500 kilometer från jordens magnetiska poler i riktning från solen. Detta innebär att polarskenet uppträder på olika latituder vid olika tider på dygnet. Vid kraftig aktivitet på solen och sk. magnetiska stormar i magnetosfären vidgas ovalerna och den norra täcker ibland in hela Sverige. Vid extrema fall kan man tillochmed se norrsken ända nere i medelhavsområdet. Detta förklarar de fornlämningar man funnit nere i södra Europa.
När förekommer norrsken?
Svaret på den här frågan kan man enkelt ge genom att säga "alltid". Alltid betyder emellertid inte att vi människor alltid kan se norrsken. Med avancerad teknik, i form av infraröda och ultravioletta kameror, på sateliter kan man däremot alltid iaktta polarsken även i dagsljus. Det förekommer alltså alltid ett litet "bombardemang" av laddade partiklar från solen.
För att vi människor ska kunna upptäcka det krävs dock mer än det lilla svaga polarsken som satelliterna kan registrera.
Vid klara, mörka och molnfria nätter har man i norra Sverige ganska goda chanser att få beskåda norrsken. Som bäst är chanserna vid 23-tiden på kvällen. Nordligaste Sverige brukar i genomsnitt ha ungefär 100 norrskensnätter per år. Trots att midnattssolen under sommarhalvåret sprider ljus även på nätterna uppe i norrskensområdet.
Johan Bylund 1999
