Nordlys fra oppvarmede partikler i jordens ionosfær

Nordlys eller aurora har man lenge trodd at oppstår når partikler fra sola kolliderer direkte med partikler i jordens øvredel av atmosfæren, kjent som ionosfæren. Nå vet vi at nordlyset også kan bli forårsaket av oppvarmede partikler. Man har likevel ikke en god forståelse for hvor viktig denne prosessen er i polområdet.

Elektroner i jordens atmosfære oppvarmes vanligvis av partikler fra sola og verdensrommet. Disse partiklene er fanget av jordens magnetfelt under visse forhold. Oppvarmede elektronene i jordens atmosfære kjøler seg ned ved å eksitere atomisk oksygen, som så sender ut lys som rødt nordlys. Denne prosessen kalles termisk eksitasjon og emisjonen kalles termisk eksitert emisjon.

I sitt doktorgradsprosjekt undersøker Norah betydningen av termisk eksitasjon i den polare ionosfæren. Resultatene fra prosjektet viser at termisk eksitasjon kan være en viktig prosess. Studien viser at under visse forhold kan termiskeksitert emisjon dominere observasjonene av rødt nordlys. Dette skjer oftest når det er sterk aktivitet på sola, og elektronene i jordens ionosfære har en høy temperatur på over 2500 K (2227 OC). Dette nordlyset oppstår hyppigst rundt vår- og høstjevndøgn og/eller under maksimum i solsyklusen, og hovedsakelig om dagen.

I mange år har romforskere brukt nordlys for å forstå hvordan jorden er koblet til verdenrommet. Man må derfor kjenne prosessene som fører til nordlys. Dette doktorgradprosjektet har vist at termisk eksitasjon kan være en viktig prosess bak det røde nordlyset selv om det har til en stor grad tidligere blitt ignorert. Disse resultatene viser at man må være veldig forsiktig når studerer og tolker rødt (630.0 nm) nordlys, særlig på dagtid.

Personalia

Norah Kaggwa Kwagala (f. 1988) er født og oppvokst i Uganda. Hun har bachelorgrad i fysikk (2012) fra MakerereUniversity Kampala, Uganda, og mastergrad i romfysikk (2015) fra Universitetet i Bergen. Hun har vært ph.d stipendiatpå Birkeland Centre for Space Science ved Universitet i Bergen siden høsten 2015, i samararbeid med The UniversityCentre in Svalbard. Hovedveileder er Kjellmar Oksavik (UiB), og medveiledere er Dag Lorentzen (UNIS) og MagnarJohnsen (UiT).