Nordlys – airglow interaktion

Nordlys – airglow interaktionNordlys – airglow interaktionNordlys – airglow interaktion

 

Den 24. januar 2012 fotograferede norske nordlysforskere, med et helt nyt multispektralt kamera, bølgestrukturer i hvad der tilsyneladende er airglow. Samme dato blev der fotograferet svagt airglow i Danmark.

Forskerne har en hypotese om, at de formodentlig fotograferede bølgestruktur i airglow, der er genereret af nordlyset – i så fald er det et helt nyt fænomen. Eventen er omtalt i en artikel i Science Daily, en udtalelse fra Professor Fred Sigernes, Svalbard lyder:

”Efter den januar CME (kraftig udladning fra Solen) tror vi, at vi så en nordlys-genereret bølge der agerede sammen med airglow. Dette vil i givet fald være et helt nyt fænomen, og hvis det bekræftes, vil det være første gang, at airglow kædes sammen med nordlys.” Artiklen fra Science Daily kan læses via dette link. En artikel på OSA, The Optical Society kan læses i dette link.

Selv om tyngdebølger nedefra kan nå helt op i nordlyshøjde, er det usandsynligt at de kan forme selve nordlyset nævneværdigt. Jordens magnetfelt spiller en meget større rolle i modelleringen af nordlyset, det er simpelthen større kræfter der er på spil. Tyngdebølger har en ret svag påvirkning, og de påvirker og former derfor typisk kun stabile lag i god balance (som airglow og lysende natskyer). Forskerne arbejder på, at undersøge om der kan være en sammenhæng mellem nordlys-aktivitet, airglow og bølgestrukturer i den øvre atmosfære. Altså om nordlysaktivitet oppefra kan skabe bølgestrukturer i airglow.

gravity waves

I ovenstående billedmontage fra 22. januar 2012, er der ret markante tyngdebølger i rødligt airglow, der typisk stammer fra molekyler af ilt og brint (OH) i en højde af 80-90 km, alternativt fra ilt i en højde af 200-300 km. Øverst til højre ses bølger af grønt airglow, der stammer fra ilt (O). Derunder er der gullige bølger, gulligt airglow stammer fra natrium (Na). Na og O er en smule højere oppe end OH. Hvis den nye norske hypotese holder stik, kan bølger i airglow opstå, både ved påvirkning fra tyngdebølger nedefra, og ved påvirkning fra nordlys oppefra. Prof. Fred Sigernes siger om de danske optagelser den 22. januar 2012, at det kan være nordlys-genererede bølgestrukturer i airglow, men det kan ikke siges med sikkerhed, det er blot én af mulighederne.

Den tydelige grønne nordlysbue befinder sig omkring 800-1.100 km længere nordpå i en højde af omkring 100-150 km. Under nordlysbuen ses en svag bølgestruktur, der måske også er airglow, men i en større afstand og dermed tættere på nordlyset. Disse fjerne bølger opstod tilsyneladende samtidigt med, at lodrette stråler af magnetisk nordlysaktivitet fejede hen over himlen, og de fadede ud igen efter omkring en halv time, mens nordlysaktiviteten også gik lidt i stå, bølgernes oprindelse og højde er dog usikker. De røde lodrette stråler over horisonten er antageligt oxygen emissioner fra meget fjernt og højtliggende nordlys.

Nordlys over Danmark 22. januar 2012

Billedet herover viser de fjerne bølger og nogle af de lodrette nordlys stråler. Der er flere mulige forklaringer på disse bølger ifølge norske nordlysforskere, der har kigget på optagelserne. De kan skyldes;

  • 1. nordlys der skaber tyngdebølger.
  • 2. nordlys der oplyser eksisterende tyngdebølger.
  • 3. nordlysets opvarmning der laver en termisk vindtunnel, der former en bølgestruktur i synsretningen.
  • 4. at nordlyset selv indeholder strukturerne, forårsaget af en eksotisk plasma bølge.
  • 5. … og sikkert mange andre mulige forklaringer.

Forskerne kan ikke komme en forklaring nærmere uden yderligere optagelser og undersøgelser, der kan eliminere nogle af mulighederne og styrke andre.

Se time-lapse videoen herunder, med fokus på den fjerne bølgestruktur, det er et 15 min. udsnit af aftenens optagelser:

Se ovenstående i nyt vindue (4,8MB).

Samme video, men i sort/hvid og med tid-stempel i nyt vindue (4,7MB).

Se time-lapse video med udviklingen i airglow- og nordlysaktiviteten i løbet af aftenen. Først er der god aktivitet i det meget fjerne røde lodrette nordlys, senere i det knapt så fjerne grønne nordlys, til sidst tydeliggøres bølgestrukturen i det nære airglow. Det ses bedst i dette link (42MB åbner i nyt vindue) men kan ses i lav opløsning/kvalitet og hurtigere tempo herunder:

 

Storskala bølge i nordlys zonen

Der er undersøgelser, der kunne tyde på at der kan forekomme en sydgående bølgebevægelse i stor skala, genereret i nordlyszonen. Britiske forskere har studeret dette, det er forklaret i artiklen: The generation and propagation of atmospheric gravity waves observed during the Worldwide Atmospheric Gravity-wave Study (WAGS)

Artiklen fortæller blandt andet, at målinger indikerer at ”Joule heating” og ”Lorenz forcing” var tilstrækkeligt kraftige til at generere bølger i aftensektoren. Begge viste et naturligt interval, forårsaget af en periodisk variation i magnetosfærens elektriske felt. To begivenheder blev studeret i detaljer med forskellige instrumenter, de indikerer en direkte forbindelse mellem kilden i nordlyszonen og bølger observeret omkring 1 time senere på sydligere breddegrader.

I mine øjne er det derfor ikke umuligt, at en sådan storskala bølgebevægelse genereret i nordlyszonen, bevægede sig ca. 1.000 km sydover på omkring 1 time den 22. januar 2012, og forårsagede en helt usædvanlig aktivitet og interaktion mellem nordlys og airglow, set med danske øjne. Nedenstående illustrationsvideo viser hvordan der først blev observeret rødt nordlys aktivitet langt mod nord (rolige forhold lokalt), derefter ses øget aktivitet samt bølgestrukturer i den grønne og nærmere nordlysbue, senere fader aktiviteten ud i nordlyset og det nære airglow bliver tydeligere. Den norske hypotese omkring nordlys-genererede bølger i airglow, og den britiske hypotese omkring sydgående storskala bølger, der er genereret i nordlyszonen, kan måske begge være i overensstemmelse med de danske observationer fra den 22. januar 2012.

Hvis hypoteserne holder stik, er der en mulighed for, at de danske optagelser fra den 22. januar 2012, kan være de første af det potentielt nye fænomen – nordlys genererede bølger med airglow interaktion, men det er indtil videre bare spekulationer.

air-view123

Billedmontage, dele af fotos fra den 22. januar 2012 projiceret på et kort.

Se en animeret grafik herunder, af forløbet i optagelserne. Først er der god aktivitet i det meget fjerne røde nordlys, derefter flytter den tydeligste aktivitet til den knapt så fjerne grønne nordlysbue. Til sidst fader nordlysaktiviteten ud og det nære airglow bliver tydeligere i strukturen:

Se ovenstående i nyt vindue.

Prøv at sammenligne animationen af den sydgående storskalabølge med de konkrete optagelser i time-lapse videoen ovenfor, eller i den langsommere version i høj kvalitet i dette link (42MB åbner i nyt vindue).

En lille måned senere, den 15. februar 2012, kunne der igen ses svage bølgestrukturer af ukendt oprindelse. Bølgerne ses i nordlysbuen i venstre side af billedet, i starten af videoen herunder. Det ser ud til, at bølgerne bevæger sig fra nordvest mod sydøst, der er tydelig nordlysaktivitet.

 

 

 

 

til_forsiden