Vad är nord- och sydljus?

I polcirkeln kallas de aurora borealis eller nordljuset, medan de i Antarktis kallas aurora australis eller sydljuset.

Dessa dramatiska och färgglada ljus skapas när elektriskt laddade partiklar från solens vindar kommer in i jordens atmosfär och interagerar med gaser i atmosfären.

Ström av högenergipartiklar

Solen sänder kontinuerligt ut elektromagnetisk strålning och högenergipartiklar ut i rymden, vilket ger upphov till rymdväder. Solvinden är en del av rymdvädret. Det är en kontinuerlig ström av högenergipartiklar – mestadels elektroner och protoner – som strömmar ut från solen genom rymden med mycket höga hastigheter och hög temperatur. Solvinden kan nå hastigheter på en miljon kilometer i timmen.

Jorden: En jättemagnet

Jorden är en jättemagnet, med ett magnetfält som sträcker sig från jordens kärna till det område i rymden där det möter solvindar. Den region av detta fält där jordens magnetiska inflytande dominerar över solvindarna kallas magnetosfären. Dess form och storlek förändras kontinuerligt när den bombarderas av solvindar.

Jordets magnetsfär skyddar jorden från solvindar och annan skadlig kosmisk strålning. Den avleder de flesta av de starkt laddade partiklarna från solvinden och hindrar dem från att komma in i jordens atmosfär.

Hög-energikollisioner

Samtidigt som jordens magnetosfär ansvarar för att skydda jorden från de starkt laddade partiklarna i solvinden, kommer dessa partiklar ibland, när förhållandena är de rätta, in i jordens atmosfär vid de två polerna, där de kolliderar och interagerar med gasmolekyler och atomer.

När sådana kollisioner inträffar överförs energin från elektronerna i solvinden till elektroner i atomerna i olika atmosfäriska gaser. Eventuell överskottsenergi frigörs sedan av dessa exciterade atomer i form av ljus.

Aurorala ljusspel brukar uppträda mellan 80,46 kilometer (50 miles) och 321,87 kilometer (200 miles) över jordytan.

Många olika färger

Färgen på det frigjorda ljuset beror på typen av gasmolekyler, deras elektriska tillstånd vid tidpunkten för kollisionen och typen av solvindspartiklar som de kolliderar med. Syreatomer avger gulgrönt eller rödfärgat ljus, medan kväveatomer genererar blått eller purpurrött färgat ljus. En blandning av gaser i jordens atmosfär skapar flerfärgade norrsken.

Då partiklar från solvinden ständigt kommer in i jordens atmosfär och interagerar med gasatomer, kan norrskenet vara såväl statiskt som dynamiskt – det kan ändra form och färg och pulsera på himlen.

Och många olika former

Aurorernas former brukar falla i sex kategorier – gardiner, band, slöjor, kransar, fläckar och strålar.

Bästa platser att se norrsken

Om man tittar från rymden ser man ett ringformat norrsken som sträcker sig cirka 4000 km runt båda polerna. Denna norrskenszon täcker centrala och norra Alaska och Kanada, Grönland, norra Skandinavien och Ryssland på det norra halvklotet och Antarktis på det södra halvklotet. I söder kan norrsken ibland ses från södra Australien, Nya Zeeland och Chile.

Undertiden kan en hög nivå av solaktivitet leda till starka och våldsamma vindbyar av solvindar som interagerar med jordens magnetosfär och orsakar en geomagnetisk storm. Detta kan utvidga området runt polerna där aurorala aktivitet kan observeras från, vilket ökar chanserna att se auroror på lägre latituder.

I mycket sällsynta fall kan aurorala sken observeras från platser nära ekvatorn. Till exempel 1909, på grund av en mycket stark geomagnetisk storm, kunde människor i Singapore observera norrsken.

När är den bästa tiden för att se norrsken?

Och även om norrskensaktivitet och norrsken kan förekomma under hela året, dag och natt, är den bästa tiden för att se dem på natten under vintermånaderna. Detta beror på att under vintern har områdena runt nord- och sydpolen längre mörkerperioder.

Aurororas observeras bäst runt midnatt – när det är som mörkast – på en klar natt och på en plats som ligger bort från staden. Ljuskällor – konstgjorda eller naturliga, som från en fullmåne – kan göra det mycket svårt att se norrskenet.

Månens faser i din stad

11 årscykel

Aurororor är direkt kopplade till solaktivitet, som mäts genom antalet solfläckar – mörka fläckar på solens yta som orsakas av hög magnetisk aktivitet på solen. Ett större antal solfläckar innebär att ett större antal högt laddade partiklar skjuts ut av solen. Detta kan i sin tur leda till mer norrskensaktivitet på jorden.

Solarastronomer har upptäckt att solen genomgår cykler av solaktivitet. Denna cykel, även kallad solcykel, kommer vart elfte år.

Forskare har observerat 24 solcykler sedan 1755 då solaktiviteten började registreras av människor. Den 24:e solcykeln sägs ha nått sin topp någon gång i mitten av 2013.

Vet du det?

Aurororor har observerats även på vissa andra planeter. Alla planeter som har ett magnetfält och en atmosfär kommer att ha aurorala aktivitet.

Teman: Astronomi, solen, atmosfäriska fenomen