Hvad er Nordlys ?

Hvad er nordlys egentligt? Ja, lyset frembringes i højder på ca. 90 til 300 km., når energirig stråling bombarderer atmosfærens molekyler og atomer. Ved kollisionerne bringes de i en anslået, ustabil tilstand, hvor energiniveauet er højere end før. Under henfald til den stabile grundtilstand afgives overskydende energi i form af lyskvanter med karakteristiske bølgelængder (farver).

Nordlyset på nattehimlen har nogle få kraftige karakteristiske farver, der afspejler atmosfærens sammensætning. Det var svenskeren A.J. Ångstrøm, der i 1867 med et simpelt spektrometer først bestemte karakteristiske bølgelængder for de synlige linier i nordlyset. De dominerende farver er den gul-grønne linie på 5570 Å (1 Ångstrøm=1/10000000000 m.) og den røde på 6300 Å , som begge kommer fra iltatomers henfald. Desuden de blå-violette linier på 4709 Å og 4278 Å, der stammer fra ioniserede kvælstofmolekyler. Derudover er der en række intense linier i både det ultraviolette og det infrarøde område og et antal af svagere linier.

Mange af de forekommende henfalds-processer er komplicerede foto-kemiske reaktioner, der kun kan foregå i den ekstremt fortyndede luft i mere end eet hundrede km's højde. Og sammensætningen af det udsendte lys afspejler den øvre atmosfæres varierende sammensætning og ioniseringsgrad, temperatur og tæthed. Derved bliver farvespillet også afhængigt af de bombarderende partiklers indtrængningsdybder. Desuden spiller øjets mangel på farvefølsomhed en rolle for den visuelle opfattelse af nordlys. Svagt lys vil opfattes som hvidligt eller lysegråt uanset de egentlige farver, som først kommer frem ved de kraftigste nordlys.

Strålingen, der skaber nordlys, er overvejende elektroner og protoner (brintkerner). Typisk har disse elektrisk ladede partikler energier, der svarer til, at de er blevet accelereret gennem spændinger på mellem nogle få hundrede og nogle få tusinde volt. Disse spændinger opstår i grænselagene mellem jordens magnetfelt og solvinden, strømmen af varm, ioniseret gas fra solen. Grænselagene er forbundet til jordens øvre atmosfære ved de magnetiske feltlinier, der udgår fra ringformede områder nær de magnetiske poler - den nordlige og sydlige nordlysoval. Med moderne satellitinstrumenter kan man nu i stor højde fotografere hele nordlysovalen i eet billede, og man vil ofte se ovalen som et sammenhængende, lysende område.
Nordlysforekomsten ændrer sig med solvindens intensitet. Ved svag solvind er nordlysene svage og ovalerne er trukket helt op omkring de magnetiske poler. Ved kraftig solvindsintensitet udvides ovalerne og forskydes mod ækvator. Samtidig bliver også nordlysenes intensitet forøget. Denne dobbelte virkning medfører, at man i Danmark næsten udelukkende observerer nordlys ved solplet maksimum, hvor solvindsstyrken er størst. Da kan der forekomme nordlys i op mod halvdelen af alle nætter, mens der ved solplet minimum højest ses nordlys nogle få nætter om året.

Trods de mange års forskning er processerne, der fører til dannelsen af nordlys, endnu ikke fuldt belyst, og nordlyset udgør stadig en spændende og inspirerende videnskabelig udfordring.