I slutten av oktober sender Sola sine siste str?ler over landskapet, og Svalbard g?r inn i m?rketiden. I over to m?neder, fra slutten av november til begynnelsen av februar, er det m?rkt som natten hele d?gnet. For forskerne er tussm?rket en gave fra himmelen: Det gir dem muligheten til ? studere det spesielle fenomenet dagnordlys . Nordlyset som opptrer om dagen, er direkte stimulert av solvindengjennom polarkl?ften
Nordlyset – et laboratorium
Sola sender hele tiden ut plasmaskyer, det vil si gasser av elektrisk ladde partikler. Jordas magnetfelt fungerer som en romdrakt, og sammen med atmosf?ren beskytter den oss mot partikkelstr?ling.
Nordlyset - som flagrende draperier i gulgr?nt og skarlagen, foldet ut av himmelske krefter. Tilsynelatende. Men hva er det egentlig som foreg?r?
– Nordlys dannes n?r elektrisk ladde partikler fra Sola - solvinden - fanges opp av Jordas magnetfelt og styres ned mot polomr?dene. Dr?yt 100 kilometer over bakken stoppes partiklene av gassene i Jordas atmosf?re og nordlyset ”tennes”, forklarer professor J?ran Moen ved Gruppe for plasma- og romfysikk ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo.
Moen har forsket p? dagnordlysfenomenet siden han begynte p? sin doktorgrad ved Universitetet i Oslo i 1990 og har bodd p? Svalbard under dagnordlyset i fem ?r.
– Nesten 99 prosent av materien i universet er i en plasmatilstand. Nordlyssonen er et gigantisk laboratorium for ? studere plasmafysikk, og nordlysstudier kan hjelpe oss til ? forst? grunnleggende fysiske prosesser av universell betydning, p?peker han.
En fundamental egenskap for magnetisert plasma er at ladde partikler ikke f?r g? p? tvers av magnetfeltet. Ladde partikler kan derimot fritt flyte langs magnetfeltet ned mot polomr?dene.
– Polarkl?ften p? dagsiden utgj?r en tunnel?pning hvor koblingen mellom solvinden og Jordas ?vre atmosf?re er sterkest, noe som manifesterer seg i dagnordlysfenomenet. Etter en frisk gassutbl?sning p? Sola tar det tre-fire dager f?r vi ser effekten i form av ?kt nordlysaktivitet. Gjennom dette kikkhullet kan vi observere romv?r fra bakken.
Nordlys om dagen
Nordlyset opptrer hyppigst og med st?rst intensitet langs et ovalformet belte, nordlysovalen. Det nordlyset vi ser i Nord-Norge, kalles gjerne nattnordlys fordi det ligger p? nattsiden av Jorda. Det opptrer om kvelden og natten. Dagnordlyset forekommer p? dagsiden av Jorda.
– Dagnordlyset kan studeres bare noen f? steder i verden. For at vi skal kunne observere dagnordlys fra bakken, m? vi befinne oss ca. 10-15 grader fra den magnetiske pol. Dessuten er vi avhengige av at det er m?rkt om dagen. Disse betingelsene er til stede p? Svalbard, p?peker Moen.
Og dessuten: Golfstr?mmen gj?r at v?ret her er mildere enn noe annet sted p? tilsvarende breddegrad i Arktis eller Antarktis. Og gruvedriften p? ?ysamfunnet har s?rget for en infrastruktur som det ikke finnes maken til noe sted s? n?r polomr?det.
– Svalbard har derfor en helt suveren beliggenhet for studier av dagnordlys og er det eneste stedet hvor det lar seg gj?re ? gjennomf?re omfattende observasjoner. Nasjonal og internasjonal forskningsinnsats har gjort ?ygruppen til verdens observasjonsplattform for dagnordlys.
Hvorfor nordlysforskning?
Neste ?r er det 25 ?r siden UiO startet sitt Dagnordlysprogram p? Svalbard. Det startet som et 澳门葡京手机版app下载 med Universitetet i Alaska, Fairbanks og Universitetet i Troms?, hvor Oslo spesialiserte seg p? studier av nordlys som et fotavtrykk av vekselvirkninger mellom solvinden og Jordas magnetfelt (magnetosf?refysikk).
RADAR: P? toppen av Gruve 7-fjellet i Adventdalen utenfor Longyearbyen, troner to gigantiske parabolantenner. Det er EISCAT-radaren p? Svalbard vi ser. _ Radaren er den mest avanserte i sitt slag. Med den kan vi foreta gode m?linger av atmosf?ren fra 90 og opp til 1000 kilometer, forteller J?ran Moen ? Foto: Trine Nickelsen (?)
– Siden den gang har en rekke nasjoner og forskningsgrupper str?mmet til, og vi er et internasjonalt team som forsker p? dagnordlyset og polare atmosf?refenomener med stadig mer avansert utstyr. Multi-instrumentteknikker med kombinasjon av radar, optikk, satellitter og raketter gj?r at prosessene i nordlyset kan studeres mye mer detaljert enn tidligere, forteller Moen.
Han viser til at kunnskap fra nordlysforskningen ogs? er overf?rbare p? andre planeter.
– Alle planeter i v?rt solsystem som har en atmosf?re og et magnetfelt, har ”nordlys”, noe som gir oss indirekte informasjon om planetens magnetfelt og atmosf?resammensetning. Det er mange ul?ste problemstillinger relatert til planetatmosf?rer: Hvordan dannes og hvordan beholder en planet sin atmosf?re? Hvilken betydning har magnetfeltet i den sammenheng?
P? toppen av Gruve 7-fjellet i Adventdalen utenfor Longyearbyen troner to gigantiske parabolantenner. Det er EISCAT-radaren p? Svalbard vi ser.
– Radaren er den mest avanserte i sitt slag. Med den kan vi med h?y presisjon m?le ”v?ret” rundt nordlyset - plasmatetthet, vinder og temperaturer, forteller Moen.
Radaren benyttes av forskere fra EISCATs medlemsland og deres 澳门葡京手机版app下载spartnere verden over. EISCAT (European Incoherent Scatter Facility) er en internasjonal 澳门葡京手机版app下载sorganisasjon med Norge, Sverige, Finland, Storbritannia, Tyskland, Frankrike og Japan som deltakernasjoner. Radaren inng?r i et st?rre radarnettverk med stasjoner i Troms?, Kiruna og Sodakyl?.
– Radaren kan foreta gode m?linger av atmosf?ren fra 90 og opp til 1000 kilometer. Med den kan vi for eksempel kartlegge plasmaskyer som beveger seg én til to kilometer i sekundet, og vi fors?ker n? ? utforske hvordan disse dannes n?r plasma drifter gjennom polarkl?ften og inn i polkalotten. Det er av praktisk betydning for HF radiob?lgekommunikasjon og GPS navigasjon som kan forstyrres av slike plasmaskyer.
N?kkelkompetanse p? raketter
Gruppen for plasma og romfysikk har 40 ?rs erfaring fra rakettvirksomhet, og de har ogs? spesialisert seg p? ? stille diagnose p? skytebetingelser. Raketter gj?r det mulig ? foreta detaljerte m?linger inni nordlyset.
– N?r en skal skyte en rakett til 15-20 millioner kroner inn i nordlyset, er det viktig ? kunne forutsi med sikkerhet at den vil treffe m?let, og at nordlyset er av ?nsket type, p?peker Moen.
Han har v?rt invitert en rekke ganger som r?dgiver og ekspert p? ”nordlysvarsling” ved rakettoppskytinger fra Svalbard.
– For nordlysvarsling benytter vi oss av satellitten ACE ute i solvinden, som kontinuerlig m?ler forholdene i solvinden, samt et nordlyskamera for ? se p? responsen. Vi kan gi temmelig n?yaktige forvarsler p? en time. UiOs spesialkompetanse p? dette feltet har gitt oss inngangsbillett p? alle nordlysraketter som er blitt skutt over Svalbard. Med v?re ”all-sky”-kameraer avbilder vi hele himmelhvelvingen, og bildene blir brukt som referansesystem for detaljerte rakettm?linger. I desember i ?r vil en ny NASA-rakett st? klar for oppskyting i Ny-?lesund, og UiO er med p? b?de instrumenteringssiden og bakkest?tte i form av nordlysvarsling.
Forskerne ved UiO har tett 澳门葡京手机版app下载 mot romfartsorganisasjonene i Europa, USA og Japan (ESA, NASA, ISAS), og de 澳门葡京手机版app下载er mye mot England (University of Leicester, Rutherford Appleton Laboratory) og USA (University of New Hampshire, US Air Force, Goddard Space Flight Center, Mission Research Corporation) og mot Japan (National Institute of Polar Research) og Kina (Polar Research Institute of China).
– UiOs dagnordlysprogram har v?rt s?rdeles vellykket og er en viktig d?r?pner for internasjonalt 澳门葡京手机版app下载, sier Moen.
– Gruppens kompetanse fra rakettvirksomhet er blitt videref?rt p? satellittinstrumentering, og deltakelse p? Cluster-satellittene har i s? m?te v?rt et prestisjeprosjekt for oss, framholder han.
Det er den europeiske romfartsorganisasjonen, ESA, som gjennomf?rer satellittprosjektet Cluster. M?lsettingen er ? studere dynamikken n?r solvinden kobler seg til Jordas magnetfelt og danner nordlys.
– Dette er hittil det st?rste satellittprosjektet p? magnetosf?reforskning. Det spesielle med Cluster er at fire like satellitter flyr i formasjon rundt Jorda og passerer gjennom kildeomr?dene til nordlyset. Cluster gj?r m?linger p? fire punkter samtidig, og vi kan for f?rste gang studere b?de rom- og tidsvariasjoner til b?lgefenomen i magnetosf?ren, p?peker Moen.
Clusterprosjektet var en viktig motivasjon for byggingen av EISCAT-radaren p? Svalbard. Kombinasjonen av bakke- og satellittm?linger gir forskerne mulighet til ? studere ?rsak og virkningsforhold i nordlyset.
– Nordlyset kan betraktes som en TV-skjerm for magnetosf?reprosesser, og alle som har sett et aktivt nordlys, skj?nner at kildemekanismene ogs? m? v?re sv?rt komplekse. At vi n? har etablert modeller for ? varsle nordlys, gj?r oss i stand til ? formulere sp?rsm?l mer presist enn tidligere. Kombinasjonen bakke, satellitt og raketter gir oss muligheten til ? teste hypoteser med kirurgisk n?yaktighet, understreker Moen.
Omsetningen for norsk romrelatert virksomhet var p? vel fem milliarder kroner i fjor. Det gj?r denne industrien til en betydelig virksomhet i Norge. Romrelatert industri er inne i en sterk vekst, som er antatt ? bli p? en milliard per ?r framover.
– Det er stort behov for h?yt kvalifisert arbeidskraft. Her har universitetet en rolle ? spille. Vi har etablert kontakt mellom Fysisk institutt og Institutt for informatikk om framtidig 澳门葡京手机版app下载 mellom romfysikk- , elektronikk- og informatikkmilj?ene ved Universitetet i Oslo. Med det nye Mikroteknologisenteret ?pner det seg nye muligheter for UiO og romrelatert forsknings- og utdanningsvirksomhet. Hvis vi ved UiO kunne erkl?re romvirksomhet som et satsingsomr?de og koordinere eksisterende spisskompetanse mellom instituttene, vil vi kunne bane veien for en spennende framtid innen for eksempel mikro- og nano-satellitter, avslutter Moen.
Fakta:
- Nordlys skyldes ladde partikler fra Sola som kommer inn i Jordas magnetfelt.
- P? den s?rlige halvkule er betegnelsen s?rlys. Aurora borealis (i nord) og aurora australis (i s?r). Fellesbetegnelsen er polarlys .
- Nordlys forekommer hyppigst i et belte rundt den magnetiske pol i en avstand p? ca. 2500 km fra den. De samme formene kan observeres samtidig som speilbilder av hverandre i nord og s?r.