Norðurljós

Við búum í landi norðurljósa, en bregðumst kannski ekki mikið við þegar þau loga uppi á himninum eitthvert kvöldið; ef til vill þurfa þau að vera sterk til að lokka okkur út úr húsinu. En þó er þetta ástæða fyrir því að fjöldi erlendra ferðamanna koma til landsins til að upplifa þessi merku grænu ljós og eyða þeir miklum fjárhæðum í þessa upplifun. (Ég kalla þessi ljós norðurljós, þó svo að þau séu jafn raunveruleg við suðurskautið og heita þar þá suðurljós).

Í raun er um að ræða víxlverkun milli orkusviða Sólar og Jarðar en áður hef ég skilgreint hvað átt er við með orkusviði Jarðar.

Til að skilja norðurljósin til fulls, er ekki nóg að skilja sólvindana, heldur einnig „segulsviðið“, þ.e. orkusvið Jarðar.

Eins og myndin hér að neðan sýnir, þá mynda norðurljósin, eins og þau sjást frá geimnum, hring utan um póla jarðarinnar. Norðurljós hringsóla einnig í kringum póla annarra pláneta. Satúrnus sýndi norðurljós sín fyrir geimsjónaukann Hubble í sömu mynd.

 

Þó svo að við könnumst við þetta náttúruundur, þá vaknar einföld grundvallar spurning:

Á litlum kvarða er mælanlegt orkusvið í kringum segul eða vír þar sem rafstraumur streymir um. Orkusviðið sýnir póleiginleika, en eitt og sér býr sviðið ekki til ljós við pólana, alveg sama hversu sterkt það kann að vera. Til þess þarf víxlverkun við annað orkusvið. Reikistjörnufræðingar hafa vitað í langan tíma að það orkusvið sem er að víxlverkast við orkusvið jarðarinnar tilheyrir sólinni. Hins vegar helst hinn sanni uppruni beggja orkusviða áfram leyndardómur í nútíma vísindum. Ef við getum ekki útskýrt á réttan hátt hvernig þessi svið eru framleidd, hvernig getum við búist við að geta útskýrt hvernig norðurljós myndast?

Við munum sýna að án rétts skilnings á jarðsviðinu, getur uppruni og eðli norðurljósa ekki verið útskýrður nægilega vel. Lesum fyrst samantekt á hvernig norðurljós myndast samkvæmt nútíma kenningum:

Uppruni norðurljósanna hefst á yfirborði sólarinnar þegar sólin kastar út gasský. Vísindamenn kalla þetta kórónuskvettu [skammstafað CME á ensku]. Þegar ein slík nær til jarðarinnar, sem tekur 2 til 3 daga, rekst hún á segulsvið jarðarinnar. Þetta svið er ósýnilegt en ef þið gætið séð lögun þess, þá liti jörðin út eins og halastjarna með langan „segulhala“ sem teygir sig milljónir kílómetra á bak við jörðina, í stefnu frá sólinni.

Þegar kórónuskvetta rekst á segulsviðið, orsakar það flókna breytingu á svæði segulhalans. Þessar breytingar framleiða strauma af hlöðnum ögnum sem síðan flæða eftir segullínunum inn á heimskautasvæðin. Þessar agnir eru örvaðar orku í efri lögum andrúmsloftsins og þegar þær rekast á súrefnis- og köfnunarefnisatóm, framleiða þær töfrandi norðurljós (The Library of Congress).

Eitt vandamál með þessa útskýringu er að ekki er gert grein fyrir hið sanna eðli orkusviðs jarðar. Auk þess hefur jörðin ekki stöðugt „segulsvið“, né koma norðurljós eingöngu vegna kórónuskvetta. Í raun birtast norðurljós, eins og öll önnur veðurfyrirbæri, í mynstri sem tengjast stjarnfræðilegum hringrásum. Norðurljós eiga sér oftast stað á vorin og haustin þegar jörðin er nálægt jafndægrapunkti, eins og Wikipedia segir:

Jarðsegulstormar sem kveikja á norðurljósunum gerast í raun oftar á mánuðum jafndægrapunkta. Það er ekki mjög vel skilið hvers vegna jarðsegulstormar eru bundnir árstíðum jarðarinnar á meðan að virknin á heimskautasvæðunum er það ekki. En það er þekkt að á vorin og á haustin tengist segulsvið nærgeimsins við segulsvið jarðar.

Það sem einnig gerist í heiminum á þessum tíma tvisvar á ári – staðvindar byggja sig upp eða með öðrum orðum monsúntíminn hefst. Monsúntíminn er regntímabil sem oft eru sett í tengsl við stór bólstraský (jarðskjálftaský), sem myndast á vissum tíma árs. En hvernig eru norðurljósin og staðvindar tengdir?

Norðurljósin og staðvindar eiga sameiginleg upptök – flóðkraftanúningur í jarð­skorpunni vegna flóðkrafta.

Röð vísbendinga sýna beint samband á milli norðurljósa og þrýstirafsviðs jarðarinnar.

Athugasemdir

[Kolbrún Katla Jónsdóttir (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 15:04]

Mjög áhugaverð færsla, ég held að afar fáir Íslendingar pæli í norðurljósunum en þau eru samt sem áður afar áhugaverð.

[María Guðný (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 15:26]

okey mér finnst merkilegast við þessa grein er það að þetta heitir i raun suðurljós. þessi staðreynd gerði daginn minn. geggjuð grein og mjög fróðleg. 

[Gunnar Ingi Guðjónsson (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 18:20]

Gaman að lesa þetta og fræðast smá um norðurljósin. Ég hélt að norðurljósin hétu bara norðurljós en ekki líka suðurljós, en það veit ég nú. Mjög skrýtið líka hvernig jarðsegulsvið jarðar er bundið við árstíðir. Vonandi er hægt að finna einhverja góða útskýringu á því.

[Logi Jökulsson (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 19:10]

Oftast þegar ég les þessar greinar reyni ég að finna eitthverjar útskýringar fyrir hlutunum sem við skiljum ekki sama hversu langsóttar þær eru. Mér dettur lítið í hug um hvernig segulsvið jarðar og sólin eru í þessari hringrás. Kannski er það bara tilviljun að á vorin og haustin þá koma fleiri norðurljós en venjulega og að sólin sendir fleiri sólarvinda. Kannski er þetta allt bara fullkomin tímasetning sem gerist akkúrat á einu ári. Vonandi eifnumst við eitthvern skilning á þessu þegar NASA sendir Parker Solar Probe til sólarinnar.

[Valberg Halldórsson (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 20:07]

Ég hef aldrei vitað hvers vegna norðurljós myndast og ég veit ekki afhverju ég var ekki löngu búinn að gá að því. Þessi grein hefur kennt mér að þau eru tengd jarðsegulsviði og að þau séu árstíðisbundnar. Þessi mynd sem þú sýnir er afar falleg, ég vissi ekki að norðurljós mynduðust á öðrum plánetum. 

[Stefán Hermundsson (IP-tala skráð) 19.3.2018 kl. 22:30]

Það er erfitt að horfa niður þegar allur himininn er á hreyfingun vegna  norðurljósanna. Ég vissi að þau tengjast gosvirkni á sólinni og þau væru sólvindar, en mér var ekki ljóst hvernig þau tengjast segulsvið jarðar og  að þau séu sterkust á haustin og vorin. Erfitt að fylgjast með þeim á vorin þar sem dagarnir lengjast óðum. Vorkenni samt þessum blessuðum túristum þegar þau spurja hvar sé best að sjá norðurljósin á sumrin...

[Sóley Albertsdóttir (IP-tala skráð) 20.3.2018 kl. 12:27]

Áhugavert, hef aldrei áður pælt i hvernig norðurljósin (suðurljósin) eru til eða hvernig þau myndast og gefur þetta alveg nokkuð góða og greinilega skýringu a þvi, mjög fróðlegt.

[Heiðrún Anna Hlynsdóttir (IP-tala skráð) 20.3.2018 kl. 14:13]

Mjög áhugavert að vita meira um norðurljósin því að þau eru mjög merkileg þrátt fyrir að þau séu nánast sjálfsagður hlutur fyrir íslendinga. Ég hef einhvernveginn aldrei pælt í því hvernig þau myndast og afhverju, en þetta er mjög góð og fróðleg færsla um það. 

[Gabríel Werner Guðmundsson (IP-tala skráð) 20.3.2018 kl. 21:19]

Mér finnst þessi "pæling" um norðurljós afar spennandi. Það sem heillar mig einmitt mest er að þau geta verið margvísleg, stundum græn, gul og jafnvel fjólublá. Þetta ferli sem endar síðan með norðurljósum eða sólar eindir sem dansa á himninum er magnað fyrirbæri og held ég að við íslendingar ásamt fleirum séum rosalega heppinn að eiga þessi undur og kunnum jafnvel stundum ekki alveg að meta þau til fulls. Norðuljós eru ekki sjálfsagður hlutur heldur stór fruðulegt en jafnframt magnað fyrirbæri í boði undur heimsins.

[Bjarki Óskarsson (IP-tala skráð) 22.3.2018 kl. 23:22]

Ekki vissi ég að staðvindar og noeðurljós ættu sömu upptök. Líka afar fróðlegt að vita hvernig norðurljós myndast og afhverju. Held að fáir pæli í því, eg vissi það allavegana ekki aður en við horfðum á myndina.

[Trausti Rafn Björnsson (IP-tala skráð) 23.3.2018 kl. 09:23]

Við Íslendingar eru svo óheppnir/heppnir að hafa noðrurljósin svona oft hjá okkur, við pælum raun og veru voða lítið í þeim þar sem þau eru "hversdagsleg". En Norðurljósin eru rosaleg ljósadýrð og augnayndi sem ég mæli með að allir skoðu minnstakosti 1x á ævi sinni. 

[Gylfi þór Ósvaldsson (IP-tala skráð) 23.3.2018 kl. 09:53]

Við íslendingar sjáum þetta dagsdaglega og við pælum ekkert mikið í þeim, síðan notum við þetta eiginlega til þess að græða pening frá útlendingum. Samt vissi ég ekki að þetta væri bara straumar sem kórónuskvetta orsakar. En ég vissi ekki að við vissum svona lítið um segulsviðið okkar og þess vegna vitum við ekki mikið um norðurljósin annað en þetta. Áhugavert og skemmtilegt umræðuefni.

[Hugi Snær (IP-tala skráð) 23.3.2018 kl. 13:01]

Mjög furðulegt að jarðsegulstormar tengjast árstíðum jarðar. Líka skemmtilegt að sjá hvað við vitum mikið um norðurljósin í dag á miða við í gamla daga, þegar að fólk sagði að þetta væru galdrar.

[Harpa Rós Jónsdóttir (IP-tala skráð) 25.3.2018 kl. 12:32]

Uppáhalds greinin mín hingað til. Ég er eitt af þessum fáu Íslendingum sem er alltaf spennt yfir norðurljósum og þegar það er stjörnubjart og á það oft til að stoppa út í kannti bara til að skoða þau ef ég er að keyra heim seint á kvöldin. Ég dýrka norðurljós og finnst þau alveg magnað fyrirbæri og þótt ég hef mikið pælt í því hvaðan þau koma þá hef ég aldrei almennilega farið í það að lesa um þau og því er skemmtilegt að lesa um það núna.

[Solveig Didriksdottir (IP-tala skráð) 25.3.2018 kl. 21:15]

 Það laukst upp fyrir mér við lestur þessarar greinar að sólvindar og segulsvið jarðarinnar mynda e.k. rafsegulsvið og þetta er eina fyrirbærið á jörðinni þar sem náttúrulegt rafsegulsvið er sýnilegt, það er í gegn um norðurljósin. En ég skil ekki alveg hvernig vor-og haustjafndægur tengja segulsvið nærgeimsins við segulsvið jarðar.

[Alexandra Diljá (IP-tala skráð) 25.3.2018 kl. 22:58]

Mjög áhugaverð grein. Ég hef lítið pælt í hvernig norðurljósin, eða suðurljósin, mynduðust eða hvernig þau virka. Hinsvegar finnst mér norðurljós alveg afar falleg og gaman að horfa á þau dansandi á himninum. 

[Lilja Ragnarsdóttir (IP-tala skráð) 4.5.2018 kl. 11:14]

Þegar ég var lítil fannst mér norðurljósin æðislegur hlutur og beið alltaf ótrúlega spennt eftir þeim. Þá hélt ég að þau væru alla daga, með aldrinum lærði ég meira um þau og fékk þá að vita að þau væru ekki alla daga. Nú í dag er ég meira meðvituð um það hvernig þau virka og þá sérstaklega eftir að hafa lesið þessa grein, fyrir lesturinn á greininni þá vissi ég eitthvað smá um þau en nú hefur þekking mín og skilningur minn á þeim aukist.

[Halla Helgadóttir (IP-tala skráð) 28.3.2019 kl. 09:55]

Mér finnst svo furðulegt hvernig norðurljós halda sér bara á ákveðnum stað á himninum og sjást aldrei í fjölda landa. Við erum virkiega heppin að fá að upplifa þetta undur hér á landi. Finnst einnig mjög áhugavert að norðurljós og staðvindar eiga bæði upptök sín vegna þyngdaraflsnúningi í jarðskorpunni vegna flóðkrafta.  

 

[Samúel Guðmundsson (IP-tala skráð) 31.3.2019 kl. 23:49]

Éf er sammála því að við hugsum um norðurljósin sem svona sjálfsagðan hlut, og pælum við ekkert mikið í þeim af því að við höfum vanist þeim. En þessi lesning hefur alla vega aukið minn áhuga á þeim, þannig að ég mun ef til vill fylgjast betur með þeim.

[Daníela Magnúsdóttir (IP-tala skráð) 26.4.2019 kl. 18:25]

Ég hef aldrei þannig séð pælt í því hvernig norðurljósin virka en ég hef velt fyrir mér afhverju þau eru bara við suðurskautið en ekki út um allan heim. Ég skil heldur ekki afhverju þau heita norðurljós þegar þau eru á suðurskautinu. Mér finnst líka mjög skrítið að jarðsegulsvið væri bundið árstíðunum.