Aurora

Read More on This Topic

Jupiter: The auroras of Jupiter

Just as charged particles trapped in the Van Allen belts produce auroras on Earth when they crash into the uppermost atmosphere near the…

A brief treatment of auroras follows. For full treatment, see ionosphere and magnetosphere.

Auroras are caused by the interaction of energetic particles (electrons and protons) of the solar wind with atoms of the upper atmosphere. En sådan interaktion är till största delen begränsad till höga latituder i ovalformade zoner som omger jordens magnetiska poler och håller en mer eller mindre fast orientering i förhållande till solen. Under perioder med låg solaktivitet förskjuts auroralzonerna mot polerna. Under perioder av intensiv solaktivitet sträcker sig norrskenet ibland till de mellersta latituderna; till exempel har norrskenet observerats så långt söderut som till 40° latitud i USA. Auroralutsläpp sker vanligtvis på en höjd av cirka 100 km (60 miles); de kan dock förekomma var som helst mellan 80 och 250 km (cirka 50 till 155 miles) över jordens yta.

Jordets fulla norrpolära aurorala oval, i en bild som togs i ultraviolett ljus av den amerikanska rymdfarkosten Polar över norra Kanada den 6 april 1996. In the colour-coded image, which simultaneously shows dayside and nightside auroral activity, the most intense levels of activity are red, and the lowest levels are blue. Polar, launched in February 1996, was designed to further scientists’ understanding of how plasma energy contained in the solar wind interacts with Earth’s magnetosphere.

NASA

Auroras take many forms, including luminous curtains, arcs, bands, and patches. Den enhetliga bågen är den mest stabila formen av norrsken, som ibland består i timmar utan märkbar variation. Vid en stor uppvisning uppträder dock andra former, som vanligen genomgår dramatiska variationer. De nedre kanterna på bågar och veck är vanligtvis mycket skarpare definierade än de övre delarna. Grönaktiga strålar kan täcka större delen av himlen polut från den magnetiska zenit, och avslutas i en båge som vanligen är veckad och ibland kantad av en nedre röd kant som kan krusa som ett draperi. Skådespelet avslutas med att auroralformerna drar sig tillbaka mot polen, och strålarna degenererar gradvis till diffusa områden av vitt ljus.

Aurororerna får sin energi från laddade partiklar som färdas mellan solen och jorden längs buntade, repliknande magnetfält. Partiklarna drivs av solvinden, fångas upp av jordens magnetfält (se geomagnetiskt fält) och leds nedåt mot de magnetiska polerna. De kolliderar med syre- och kväveatomer och slår bort elektroner för att lämna joner i exciterade tillstånd. Dessa joner avger strålning i olika våglängder, vilket skapar de karakteristiska färgerna (röda eller grönblå) hos norrskenet.

Förutom jorden uppvisar andra planeter i solsystemet som har atmosfärer och betydande magnetfält – t.ex. Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus – norrskenaktivitet i stor skala. Aurororor har också observerats på Jupiters måne Io, där de produceras av växelverkan mellan Io:s atmosfär och Jupiters kraftfulla magnetfält.