Himlen – astronomi

Norrsken och sydsken: Solens ljusspel i vår atmosfär

Norrsken är ljus som uppstår när laddade partiklar från Solen, styrda av jordens magnetfält, kolliderar med gaser i den övre atmosfären. Det syns oftast nära polarområdena, men kraftiga geomagnetiska stormar kan föra det till betydligt lägre breddgrader.

Norrsken hör till naturens mest slående skådespel och en tydlig påminnelse om att vår planet är förbunden med Solen. De böljande gröna, röda och violetta ridåerna kommer inte från det djupa rymden. Det är glödande gaser i vår egen atmosfär.

Solvinden och jordens magnetfält

Solen sänder ständigt ut en ström av laddade partiklar, mest elektroner och protoner, som kallas solvinden. Dess hastighet är vanligtvis hundratals kilometer per sekund och varierar med solaktiviteten.

Jorden skyddas av ett magnetfält som bildar ett skyddande område runt planeten, magnetosfären. Den avleder det mesta av solvinden. Men när det magnetfält som solvinden för med sig kopplas samman med jordens eget fält kan energi och partiklar ta sig in i magnetosfären. Partiklarna följer sedan magnetfältslinjerna mot områdena runt de magnetiska polerna.

Där störtar de ner i den övre atmosfären och kolliderar med atomer och molekyler av syre och kväve. Varje kollision exciterar atomen, som sedan avger energin som ljus. Det ljuset är norrskenet. Det syns oftast i ringformade zoner runt de magnetiska polerna, så kallade norrskensovaler.

I norr kallas fenomenet norrsken (aurora borealis), i söder sydsken (aurora australis). Det är samma process i motsatta ändar av planeten. Liknande norrsken har observerats på andra planeter med magnetfält, till exempel Jupiter och Saturnus.

Norrskenets färger

Färgen beror på vilken gas som träffas och på vilken höjd.

• Grönt – den vanligaste färgen. Den kommer från atomärt syre på ungefär 100–150 kilometers höjd, och våra ögon är särskilt känsliga för den.
• Rött – också från atomärt syre, men högre upp, över cirka 200 kilometer. Ljuset är svagare och svårare att se med blotta ögat, men under kraftiga stormar är det oftast det som människor på lägre breddgrader märker.
• Blått och violett – främst från molekylärt kväve, ofta synligt längs ridåernas nedre kanter.

Även formerna varierar: lugna bågar, band, strålar och ibland en flimrande korona när ljuset sprider sig rakt ovanför dig. Kameror visar oftast mer färg än ögat, eftersom de samlar ljus under längre exponeringstider. Därför ser foton ofta ljusare och mer livfulla ut än det som syns i verkligheten.

Geomagnetiska stormar

De ljusstarkaste och mest vidsträckta norrskenen uppstår under geomagnetiska stormar, tillfälliga störningar i jordens magnetosfär. Det finns två huvudorsaker:

1. Koronamassutkastningar (CME) – enorma moln av plasma och magnetfält som Solen slungar ut.
2. Snabba solvindsströmmar från områden i solkoronan som kallas koronahål.

Storleken är inte det enda som spelar roll. Även molnets magnetfältsriktning är viktig: när det pekar söderut, motsatt jordens fält vid magnetosfärens framsida, blir kopplingen effektivare och stormen kan bli starkare.

Solaktiviteten följer en cykel på cirka 11 år. Kraftiga stormar är vanligare kring solmaximum, men fina norrsken kan förekomma även andra tider.

Stormstyrkan beskrivs med Kp-index (en skala från 0 till 9) och med den femgradiga G1–G5-skalan från den amerikanska myndigheten NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Under svaga stormar håller sig norrskenet nära polarområdena. Under de starkaste utvidgas ovalen och ljuset kan ses långt mot ekvatorn. Den kraftiga stormen i maj 2024 är ett bra exempel: norrsken fotograferades på ovanligt låga breddgrader, bland annat i södra Europa. På sådana breddgrader ser man normalt bara en svag rödaktig glöd lågt vid horisonten mot polen.

Så följer du norrskensprognoser

Norrsken kan inte förutsägas på timmen, men flera verktyg hjälper:

• NOAA:s Space Weather Prediction Center (SWPC) publicerar varningar, observationer och prognoser för geomagnetisk aktivitet, inklusive Kp-index.
• Solobservatorier som SOHO (ett gemensamt uppdrag av ESA och NASA) och NASA:s Solar Dynamics Observatory (SDO) bevakar Solen och visar massutkastningar. Rymdfarkoster placerade mellan jorden och Solen, cirka 1,5 miljoner kilometer bort, mäter solvinden strax innan den når oss och ger en förvarning på bara några tiotals minuter.
• En CME tar vanligtvis från ungefär ett dygn till flera dygn på sig att nå jorden, så en storm kan ofta anas i förväg, men dess styrka förblir osäker ända till sista stund.

Praktiska tips för dig som vill titta, var du än bor:

1. Hitta en mörk plats långt från stadens ljus. Se även hur du tittar på himlen.
2. Rikta blicken mot horisonten åt polhållet och ge ögonen 15–20 minuter att vänja sig vid mörkret.
3. Kolla molnprognosen. Även en kraftig storm syns inte bakom tjockt molntäcke.
4. Använd mobilen i nattläge, eller en kamera på stativ med lång exponering. Svagt rött norrsken syns ofta bättre på foton än med blotta ögat.
5. Ha tålamod. Ljusspelet kommer i vågor och kan pågå i minuter eller timmar.

Norrsken påminner oss om att jorden är en del av ett större system. Dess magnetfält, dess atmosfär och Solens energi skapar tillsammans ett ljusspel som människor har beundrat i tusentals år.

Positionerna i Astronativa är astronomiskt exakta. Tolkningen är till för inspiration. · Ordlista · Villkor · Integritet · Tack