Saken er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen - Les mer

Alver, ånder og jetter i himmelen

Det skjer mye mellom himmel og jord vi ikke helt har greie på ennå, ikke minst når det tordner. Nå vil fysikere bevæpnet med kameraer og røntgendetektorer finne ut nøyaktig hva som skjer over tordenskyene når det lyner.
15.11 2006 05:00


“De blå jettene strekker seg fra toppen av tordenskyene og opp til den nederste delen av ionosfæren, ca. 50 kilometer over oss. De røde åndene sees ofte i mesosfæren, 65-75 kilometer over oss, i de samme lagene som jettene og åndene finner også røntgenglimtene sted. Alver er nesten usynlige, flate utsondringer på ca. 400 kilometer i diameter, som forekommer i hele 100 kilometers høyde. Også de ble først fotografert fra romfergen, i 1990.”

Når det braker som verst nede på jorden, hender det nemlig litt av hvert også høyere opp i atmosfæren - men mange av disse fenomenene er relativt nyoppdagede:

Omvendte lyn, med eksotiske navn som blå jetter, røde ånder og alver, ble først skikkelig vitenskapelig dokumentert på slutten av 1980-tallet. De var kjent blant flygere, men det sies at de vegret seg for å rapportere om dem.

I tillegg var det først på 1980-tallet at man fikk videokameraer som tok nok bilder pr. sekund til at de kunne dokumenteres.

- Disse synlige fenomenene skjer sannsynligvis etter at man har hatt et lynutslag ned mot bakken - eller en positiv Cloud-to-ground-utladning. Da fjernes mye ladning fra toppen av en tordensky ned mot bakken.

- Det settes opp et svært elektrisk felt over tordenskyene, og da er det elektroner som beveger seg oppover i atmosfæren som lager disse optiske signaturene. Det er teorien, forklarer fysikkprofessor Nikolai Østgaard.

Han er leder for den norske kontingenten i et internasjonalt prosjekt, som skal finne ut hva disse synlige fenomenene har med et annet, mer nyoppdaget fenomen å gjøre.

Mystiske røntgenglimt

I april 1991 satte nemlig den amerikanske romfartsadministrasjonen NASA en gammastråledetektor, BATSE, i bane rundt jorden. BATSE var en del av Compton Observatoriet, som skulle studere gamma- og røntgenstråler fra fjerne galakser.

Den plukket imidlertid opp svært kortvarige glimt av gammastråler også fra jorden.


“Representanter for den norske ASIM-kontingenten: Professor Nikolai Østgaard fra UiB (leder), Marianne Vinje Tantello fra Norsk Romsenter og Gunnar Mæhlum fra Gamma Medica Ideas.”

- Først trodde de det var en feil ved instrumentet, men da de undersøkte det systematisk, oppdaget de at dette var noe virkelig - som aldri hadde blitt observert før, sier Østgaard.

De nye fenomenene ble kalt TGF - terrestrial gamma flashes. Antakelig oppstår de når elektroner akselereres ut av atmosfæren.

- Og da snakker vi om relativistiske hastigheter - altså nærmere lysets hastighet - rett over oss, i enorme elektriske felt, forklarer Østgaard.

2 700 lynnedslag i minuttet

Siden BATSE-satelitten ikke hadde noen kameraer ombord, kunne ikke NASA-forskerne avgjøre om disse glimtene av høyenergetisk røntgenstråling hadde noe direkte med lyn eller omvendte lyn å gjøre.

Alt man vet, er at de ser ut til å forekomme over områder der det ofte er tordenvær.

- Om de skjer i relasjon til de røde åndene - de omvendte lynene, eller bare til lynene ned mot bakken, det vet man ikke. Vi vet litt om hvor ofte det skjer, men har ikke gode målinger av det heller, sier Østgaard.

TGF er relativt sjeldne, i forhold til de synlige fenomenene. Men det sier ikke mye - for lyn er ikke spesielt sjeldent, hvis du ser på hele planeten:

- Vanlige lynutslag skjer omtrent 45 ganger per sekund. De andre optiske fenomenene vi har snakket om, produseres kanskje seks ganger per minutt. Men med røntgenglimtene snakker vi om at jorden produserer kanskje fire per time.

- Disse røntgensignaturene ser vi altså relativt sjelden, og vi tror de kanskje er knyttet til de absolutt største utladningene, forklarer Østgaard.

Lynfotografering fra rommet

Nå vil forskere finne ut hvordan disse jettene, alvene, åndene og røntgenglimtene henger sammen med tordenværet under, og hva de har å si for kjemien og elektrodynamikken i atmosfæren.


“ASIM-utstyrspakken skal monteres utvendig på nedre styrbord side av Columbus-modulen på romstasjonen (nederst til venstre på bildet).”

Derfor har Den europeiske romfartsorganisasjonen ESA bedt et team med forskere fra Danmark, Spania, Italia og Norge om hjelp. Forskerne har satt i gang prosjektet ASIM - kort for Atmosphere-Space Interactions Monitor. Østgaard er leder for den norske kontingenten.

ASIM-teamet har fått klarsignal til å bygge opp en instrumentpakke til den europeiske romstasjonsmodulen Columbus. Ved hjelp av kameraer, fotometre og en stor røntgendetektor skal forskerne komme til bunns i disse mysteriene i atmosfæren.

Medisinsk hjelp

- Det spesielle er at denne pakken inneholder alle de instrumentene som trengs for å etablere disse sammenhengene. Vi har optiske kameraer med filtre som gjør at vi kan skille mellom lyn og det som skjer høyere oppe - selv om vi ser rett nedover.

- I tillegg måler vi røntgenstråling, og vi kan se når disse fenomenene skjer samtidig, hvor lenge de varer, og hvor stor energi som er involvert, sier Østgaard.

I 2010 eller 2011 skal instrumentpakken være klar til å henges på utsiden av modulen. Innen da skal den norske gruppen i ASIM blant annet ha bygget vesentlige deler av røntgendetektoren. Til det har de fått medisinsk hjelp.

Foruten forskere fra Universitetet i Bergen og Norsk Romsenter deltar nemlig også selskapet Gamma Medica-Ideas i ASIM-prosjektet.

De har spesialisert seg på instrumenter til medisinsk bruk - spesielt innen såkalt bildedannende teknologi. Imaging, på godt norsk. Når detektoren skal bygges, kommer spisskompetansen til Gamma Medica-Ideas godt med.

Samtidig får de være med på utviklingen av ny teknologi som er verdifull også for hovedvirksomhetsområdet deres.

Viktig for kjemien

- Målet vårt er å prøve å forstå hvordan disse fenomenene inngår i det elektriske strømsystemet i den totale atmosfæren, i våre elektromagnetiske omgivelser, forklarer Østgaard. Han vil imidlertid ikke spekulere for mye enda i hva det betyr for elektrokjemien i atmosfæren:

- At det er viktig for den kjemiske balansen i atmosfæren, det er helt sikkert. Men vi må først finne ut hvordan dette henger i hop, få observasjonene og statistikken på plass. Så får man heller trekke de store konsekvensene senere.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Emneord