Image
Nordlys over fjell og strand i Lofoten.

Solvind er utgangspunktet for nordlys – her over Lofoten. Foto: Colourbox

Det blåser solvind fra alle kanter i dag

I tusener av år er folk blitt trollbundet av nordlys som danser over himmelen. Hvordan oppstår egentlig dette fenomenet, og hvorfor bare rundt polene?

Artikkelen er skrevet av Aksel Graneng

Aksel Graneng er masterstudent ved Fysisk institutt. Artikkelen er skrevet som en del av formidlingskurset MNKOM.

Året er 1591, og i kveld skjer noe uvanlig i Nürnberg i dagens Sør-Tyskland. Folk er ute på gata i nattekulda. Noen er paniske, andre stirrer stille opp mot skyene. Over dem danser himmelen i fantastiske grønne og røde farger.

Nordlys. I tusener av år har mennesker sett lys danse over nattehimmelen og latt seg inspirere til kunst, kultur, vitenskap og religion. Det er noe magisk, noe overnaturlig ved det. Er nordlyset broen mellom vår verden og æsene? Er det tegn fra Gud?

For å finne ut hva nordlys egentlig er, må vi se til noe annet som er blitt tilbedt gjennom historien. Kilden til liv. Sola.

Sola, solvind og superkreft

Når vi sitter i solveggen, kjenner vi at sola varmer. Dette er fordi sola hele tida sender ut stråling, for det meste i form av synlig lys, som øker temperaturen vår når det treffer oss. Men stråling er ikke det eneste sola sender ut.

Her på jorda er vi vant til at ting kan være i tre tilstander. Fast stoff, væske og gass. Forskjellen på disse er hvor mye energi partiklene i tingen har. Hvis vi hiver snø i en varm kjele, vil snøen få energi og smelte til vann. Snøen går fra fast stoff til væske. Hvis vi forsetter å varme opp vannet, vil det til slutt dampe bort. Da går vannet fra væske til gass.

Men det stopper ikke her. Hvis vi hadde klart å fange vanndampen og fortsatt å varme den opp, ville partiklene i gassen til slutt ha så mye energi at de ikke lenger klarer å henge fast i hverandre, samtidig som de begynner å gløde. Da får vi en fjerde tilstand, plasma. Det er dette sola er laget av.

 Når vi ser på sola fra jorda (ikke prøv dette hjemme), ser den ganske rolig ut. Inspiserer vi den nærmere, ser vi derimot at den er kaotisk. Akkurat som en lama som viser dominans, spytter sola hele tiden i alle retninger. I stedet for lamasaft, spytter sola ut plasma. Denne plasmaen reiser som en vind gjennom solsystemet. Solvind.

På barneskolen lærte vi at det tar åtte minutter for sollyset å nå frem til oss mens det reiser med lysets hastighet, over én milliard kilometer i timen. Solvinden blåser derimot med en fart på bare 1 til 2 millioner kilometer i timen, tusen ganger tregere enn lyset. Dermed tar det noen dager fra solen sender ut en klyse til den treffer oss.

Før solvinden når oss, farer den gjennom verdensrommet. Hvis et romskip er ute på oppdrag mens solvinden blåser ekstra kraftig, kan det være uheldig for både elektriske apparater og astronauter om bord. Partiklene i solvinden har nemlig så mye energi at de kan rive fra hverandre molekyler – byggesteinene – i både silikonbrikker som er viktige for instrumenter og i indre organer, akkurat som radioaktiv stråling. Uheldigvis vil ikke dette gi astronautene superkrefter som De Fantastiske fire, men heller superkreft.

Hvorfor skjer ikke dette med oss når solvinden treffer jorda?

Magnetfeltet: en paraply mot romvær

Heldigvis for oss har jorda et magnetfelt. Det lar oss ikke bare bruke kompass, det fungerer også som en paraply mot dårlig romvær. Plasmaen i solvinden har sitt eget magnetfelt, og når den kolliderer med jordas, vil solvinden bli dyttet litt bort fra jorda. Hvis du er en astronaut på vei mot for eksempel månen, vil du være utenfor magnetfeltet. Da gjelder det å søke dekning hvis det blir meldt dårlig romvær.

Magnetfeltet i solvinden varierer i både størrelse og retning. Når solvinden treffer jordas magnetfelt, vil hva som skjer være avhengig av retningen til magnetfeltet. Når magnetfeltet i solvinden peker samme vei som jordas, skjer det ingenting, og solvinden preller pent av. Det er imidlertid annerledes hvis magnetfeltet i solvinden og jorda peker motsatt vei. Hvis en ekstra saftig klyse med plasma fra sola treffer oss samtidig som magnetfeltet i solvinden peker motsatt vei av vårt, kan partikler fra solvinden finne på å snike seg inn. Da vil de reise langs magnetfeltet vårt og mot de magnetiske polene. Hvis partiklene kommer seg helt frem, vil de kollidere med oksygen i atmosfæren vår, slik at de begynner å gløde rødt og grønt, hundre kilometer over bakken.

Nordlyset fins altså nær Nordpolen, mens pingvinene i Antarktis stadig kan nyte synet av sørlys. Likevel er ikke dette en fast regel. Når solvinden blåser sterkt, vil den nemlig trenge seg dypere inn i jordas magnetfelt, og nordlyset vil reise lengre sørover. Da folk så nordlys så langt sør som Nürnberg i 1591, kan vi være glade vi ikke var på månen.

Kilde:

Space Physics, An Introduction av C.T. Russell m.fl.

Les mer om romvær og nordlys på Titan.uio.no:

Norsk værmelder tar snart av for å dra til Romstasjonen

Kristian Birkeland: Verdens første romforsker