AuroraWatch UK

Nathan Case, Lancaster University

Under de senaste nätterna har både amatörastronomer och norrskensjägare rapporterat om ett grönt sken över den brittiska himlen. Det är lätt att förväxla med norrskenet, men det rörde sig om ett annat fenomen som kallas ”airglow”.

Airglow är det naturliga ”glöden” i jordens atmosfär. Det sker hela tiden och över hela jordklotet. Det finns tre typer av airglow: dayglow, twilightglow och nightglow. Alla är resultatet av att solljuset interagerar med molekylerna i vår atmosfär, men de har sitt eget speciella sätt att bildas.

Dagsljus bildas när solljuset träffar dagatmosfären. En del av solljuset absorberas av molekylerna i atmosfären, vilket ger dem överskottsenergi. De blir exciterade. Molekylerna avger sedan denna energi som ljus, antingen med samma eller något lägre frekvens (färg) som det ljus de absorberade. Detta ljus är mycket svagare än dagsljus, så vi kan inte se det med ögat.

Twilight glow är i princip samma sak som dayglow, men endast den övre atmosfären är solbelyst. Resten av atmosfären och observatören på marken befinner sig i mörker. Så till skillnad från dagsljus är skymningsljus faktiskt synligt för oss på marken med blotta ögat.

Kemiluminescens

Kemin bakom nattljus är annorlunda. Det finns inget solljus som lyser på nattatmosfären. Istället är det en process som kallas ”kemiluminescens” som är ansvarig för den glödande atmosfären.

Soleljuset deponerar energi i atmosfären under dagen, varav en del överförs till syremolekyler (t.ex. O₂). Denna extra energi gör att syremolekylerna slits sönder till enskilda syreatomer. Detta sker särskilt runt 100 km höjd. Atomärt syre kan dock inte göra sig av med denna överskottsenergi så lätt och fungerar därför som ett ”lager” av energi i flera timmar.

Till slut lyckas det atomära syret ”rekombineras” och bildar återigen molekylärt syre. Det molekylära syret frigör sedan energi, återigen i form av ljus. Flera olika färger produceras, bland annat en ”ljus” grön emission.

Luftskenet upptäcktes i panoramabild från Very Large Telescope. Beletsky, CC BY-SA

I verkligheten är det gröna nattljuset inte särskilt starkt, det är bara den ljusaste av alla nattljusemissioner. Ljusföroreningar och molnig himmel förhindrar observationer. Om du har tur kanske du dock kan se det med ögat eller fånga det på långtidsexponerade foton.

Det får inte förväxlas med norrsken

Den gröna nattglödsemissionen är mycket lik den berömda gröna som vi ser i norrskenet. Detta är inte förvånande eftersom det produceras av samma syremolekyler som det gröna norrskenet. Men de två fenomenen är inte besläktade.

Aurora bildas när laddade partiklar, till exempel elektroner, bombarderar jordens atmosfär. Dessa laddade partiklar, som började vid solen och accelererades i jordens magnetosfär, kolliderar med atmosfärens gaser. De överför energi och tvingar gaserna att avge ljus.

Men det är inte bara processen bakom dem som är annorlunda. Norrskenet bildas i en ring runt de magnetiska polerna (den så kallade aurorala ovalen), medan nattskenet sänds ut över hela natthimlen. Norrskenet är mycket strukturerat (på grund av jordens magnetfält), medan luftskenet i allmänhet är ganska jämnt. Aurorans utbredning påverkas av solvindens styrka, medan luftskenet förekommer hela tiden.

Varför fick vi då många observationer från Storbritannien nyligen, snarare än hela tiden? Ljusstyrkan hos luftskenet korrelerar med nivån av ultraviolett ljus (UV-ljus) som sänds ut från solen – vilket varierar över tiden. Tiden på året verkar också ha en inverkan på styrkan hos luftskenet.

För att maximera dina chanser att upptäcka luftsken vill du ta ett långtidsexponerat foto av en klar, mörk natthimmel. Airglow kan upptäckas i alla riktningar som är fria från ljusföroreningar, ungefär 10⁰-20⁰ över horisonten.

Nathan Case, Senior Research Associate in Space and Planetary Physics, Lancaster University

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs den ursprungliga artikeln.