ESA's Cluster har løst en polarlys-gåte

Cluster-satellittene studerer virkningen av solvinden
22 mai 2003

ESA PR 31-2003. ESA's fire Cluster-satellitter har gjort en serie bemerkelsesverdige observasjoner som har gitt et gjennombrudd i forståelsen av opprinnelsen til en særegen og gåtefull type polarlys.

Disse polarlysene opptrer som lysende flekker i jordatmosfæren og kalles ”dagside proton polarlys-flekker”. De opptrer når en sprekk oppstår i Jordens magnetfelt slik at partikler fra Solen smetter gjennom og kolliderer med molekyler i atmosfæren. Nå er for første gang en nøyaktig og direkte forbindelse mellom de to fenomenene etablert.

Ved å virke som et skjold beskytter Jordens magnetfelt kloden mot den konstante strømmen av ørsmå partikler fra Solen, kjent som solvind. Solvinden selv består av hydrogenatomer splittet i protoner og elektroner. Når elektroner finner vei inn i atmosfæren kolliderer de med og eksiterer atomene der. De eksiterte atomene frigjør energien som lys, og dermed oppstår de lysende ”båndene” vi kjenner som aurora borealis (nordlys) på nordlige breddegrader, eller aurora australis på sydlige. Dagside proton polarlys-flekker oppstår ved at protoner ”stjeler” elektroner fra atomene i atmosfæren.

18. mars i fjor kolliderte en stråle av energirike solare protoner med jordatmosfæren og skapte en lys ”flekk” som ble registrert av NASA´s IMAGE satellitt akkurat da Cluster passerte over og rett gjennom området der protonstrålen hadde sitt utspring. En grundig analyse av Cluster-resultatene har vist at området var utsatt for en turbulent hendelse kjent som en ”magnetisk utnulling”. Et slikt fenomen opptrer når Jordens vanligvis ugjennomtrengelige magnetfelt sprekker og må finne en ny, stabil form. Til feltet har reparert seg selv, lekker solare protoner gjennom åpningen og trenger inn i jordatmosfæren. Der skaper de dagside proton polarlys.

Earth's magnetic field is buffeted by solar wind
Solvinden støter mot Jordens magnetfelt

Philippe Escoubet, forsker i ESA´s Cluster-prosjekt, sier: ”Takket være Cluster´s observasjoner kan forskere direkte og bestemt for første gang knytte en dagside proton-flekk til en magnetisk utnulling”.

Tai Phan, som har ledet studiet ved University of California i Berkeley, ser nå frem til en ny måte å studere Jordens beskyttende skjold på. Han mener at ”dette resultatet har åpnet opp et nytt forskningsområde. Nå kan vi bruke observasjoner av dagside proton polarlys til å vise hvor og hvordan sprekkene i magnetfeltet dannes, dessuten hvor lenge sprekkene forblir åpne. Det er et verdifullt verktøy i studiet av solvindens inntreden i Jordens magnetfelt”.

Jordens vekselvirkning med Solen får for tiden stor vitenskapelig oppmerksomhet, fordi det er viktig å vite hvordan Solen påvirker Jorden og spesielt klimaet. Og selv om den ikke innebærer noen øyeblikkelig fare for oss her nede, er det viktig for en vurdering av virkningen på satellitter. De kan nemlig bli skadet eller ødelagt av kraftige solare flares.

Bakgrunnsinformasjon

Bilder av globalt polarlys ble tatt for første gang av NASA´s IMAGE satellitt.Bildene avslørte tilstedeværelsen av dagside proton polarlys-flekker. Til alt hell registrerte både IMAGE og Cluster hendelsen 18. mars mars 2002. Ved kombinasjon av IMAGE-observasjonene var det mulig for Cluster å komme til bunns i forklaringen av fenomenet.

Sammenfatningen av resultatene – Simultaneous Cluster and IMAGE Observations of Cusp Reconnection and Auroral Spot for Northward IMF, av Tai Phan og 24 andre forfattere, ble publisert i Geophysical Research Letters 21. mai 2003, Vol. 30, Nr. 10.

Forskerne med ansvar for instrumentene som muliggjorde resultatene er Henri Rème ved CESR/Toulouse (Cluster´s Proton-detektorer), Andre Balogh ved Imperial College, London (Cluster´s Magnetfelt-instrument) og Stephen Mende ved University of California, Berkeley (IMAGE/FUV).

Mer om Cluster

Observasjon av en dagside proton polarlys-flekk

ESA´s Cluster er en gruppe på fire satellitter skutt opp med to russiske bæreraketter sommeren 2000. Satellittene flyr nå i formasjon rundt Jorden og sender tilbake de mest deltajerte, tredimensjonale informasjoner noensinne om hvordan solvinden påvirker vår planet. Solvinden er den evige strømmen av subatomiske partikler fra Solen. Strømmen kan skade kommunikasjonssatellitter og kraftstasjoner på Jorden. Cluster-satellittene forventes å være virksomme minst til 2005.

Cluster er en del av International Living with a Star programmet, der romorganisasjoner rundt hele verden går sammen om å undersøke hvordan variasjoner i Solen påvirker miljøet på Jorden og andre planeter. Spesiell oppmerksomhet er gitt de aspektene av Sol-Jord systemet som berører menneskeheten og samfunnet. International Living with a Star drives i et samarbeid mellom Europa, USA, Russland, Japan og Canada.

For ytterligere informasjon, kontakt:

ESA Communication Department
Media Relations Service
Paris, Frankrike
Telefon: +331 5369 7155
Fax: +331 5369 7690

Dr. Tai Phan, Space Sciences Laboratory, UC Berkeley, USA
Telefon: +1 510 643-5505
E-post: phan@ssl.berkeley.edu

Dr. Philippe Escoubet, ESA Cluster Project Scientist
Telefon: +317 1565 3454
E-post: Philippe.Escoubet@esa.int

For mer informasjon om Cluster og ESA´s Vitenskapsprogram. Besøk: http://sci.esa.int

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.