Landskap med hav, fjell og himmel med nordlys.

Nordlyset

Gjennom årtusener er det skapt historier, myter og forestillinger om fenomenet nordlys. Nordlyset knyttes derfor ikke bare til forskning og naturvitenskap, men også til overtro, kultur, mystikk og religiøse forestillinger.

Nordlys er et velkjent fenomen på den nordnorske vinterhimmelen. Det trenger verken å være kaldt eller mørkt for at det skal være nordlys. Men, for at vi skal kunne se nordlyset må det være mørkt og klarvær - og da er det gjerne kaldt også.

Aurora Borealis er det internasjonale navnet på nordlys.

Det betyr "morgenrøden i nord". Nordlyset kommer fra en sone høyt over jordoverflaten, og kan sees om natten i polare strøk. Fenomenet oppstår når energirike partikler fra solen skytes inn i atmosfæren, ledet av jordens eget magnetfelt. Partiklene treffer luftmolekylene, som hovedsakelig består av oksygen og nitrogen, og mellom 100 og 300 kilometer fra jorden blir noe av kollisjonsenergien sendt ut som lys.

Sola og jorda med linjer som marker jordas magnetfelt.
Fakta om nordlyset

Hvordan oppstår nordlys?
Sola sender ut en strøm av elektrisk ladde partikler (elektroner, protoner og heliumkjerner). Denne strømmen kalles solvind. De ladde partiklene som kommer mot jorden blir påvirket av jordas magnetfelt. Jordas magnetfelt styrer partiklene mot et ovalformet område omkring hver av de magnetiske polene. Solvindpartiklene kolliderer her med luftmolekyler i den øvre atmosfæren. Nordlys forekommer aldri i høyder under 80 kilometer og sjelden over 500 kilometer. Gjennomsnittet for nordlys med maksimal intensitet er 110-200 kilometer.

Sola med mørke solflekker.
Sola

Sola har lyst i fem milliarder år.

Lys- og varmestrålingen fra den glødende glasskulen er en forutsetning for alt liv på jorda. Solas energi blir skapt ved en kjernefusjon i dens indre hvor hydrogen forvandles til helium. Her er temperaturen 15 millioner grader, og trykket er 250 milliarder ganger større enn ved jordoverflaten. Solflekker er virvler skapt av sterke magnetfelt i solas overflate. På grunn av noe lavere temperatur enn omgivelsene, får de et mørkt utseende. Solflekkene er uttrykk for prosesser som sender ladde partikler ut i verdensrommet, som altså kan fanges inn av jordas magnetfelt og skape nordlys.

Jorda med nordlysoval sett fra verdensrommet.
Nordlysovalen

Nordlyset vises oftest og sterkest i et ovalformet belte omkring den magnetiske nordpol - nordlysovalen. I Norge følger beltet kysten av nordre Nordland, Troms og Finnmark. Her kan vi se nordlys nesten hver eneste stjerneklare natt i vinterhalvåret. I Oslo-området kan man observere nordlys et par ganger hver måned, mens det så langt sør som Berlin knapt vises en gang hvert år. Nordlysutbrudd så langt sør har sammenheng med at solaktiviteten er høy. Da trekker nordlyset lengre sørover. Ved Middelhavet er nordlyset synlig en eller to ganger per hundreår. Utbredelsen av nordlyset på den nordlige halvkule er formet som en oval omkring den magnetiske nordpolen. Her ser vi tydelig hvorfor Nord-Norge er "det milde nordlyslandet". Overalt ellers befinner ovalen seg over kalde og tynt befolkede land- eller havområder.

Selv under nordlysovalen er det variasjoner i forekomsten av nordlys. Det må være mørkt for å kunne se nordlyset, og det må være klarvær for nordlyset ligger høyt over skydekket. Det finnes også andre variasjoner. Nordlyset skinner oftest og sterkest et par timer før midnatt eller ved midnatt. Sterke nordlys forekommer gjerne med cirka 27 dagers mellomrom. Grunnen er at nordlyset er sterkest når et aktivt område på solas overflate vender mot jorda. Sola roterer med en periode på cirka 27 dager. Nordlys forekommer hyppigst senhøstes og tidlig om våren. Oktober, februar og mars er de beste måneder. Forekomsten av nordlys varierer med solflekkperiodene, som har en 11-årssyklus.

Farger og høyde

Mens sollyset inneholder all synlige farger i blanding, og framstår som hvitt for våre øyne, inneholder nordlyset bare visse spesielle farger. Dette kommer av at nordlyset skapes gjennom lysutsendelser fra atomer og ioner i atmosfæren når disse blir truffet av partikler i solvinden.

Nordlysets farger varierer med høyden. Det sterke, grønne lyset kommer fra oksygen og oppstår i området mellom 120-180 km. Dette er fargen vi oftest ser på høyere breddegrader. Over dette finner vi det røde nordlyset, som også kommer fra oksygen. Noen ganger kan man se et fullstendig rødt nordlys, særlig på lave breddegrader. I tidligere tider ble dette ofte misoppfattet som en stor brann bak horisonten.

Ionisert nitrogen sender ut blått lys, noen ganger så høyt som til 180 km, men som regel under 120 km. Når det "stormer" på sola, trenger partiklene fra sola ekstra langt ned, til 90-100 km over bakken. Her finnes nøytralt nitrogen som sender ut rødt lys. Blandinga av rødt og blått lys gjør at vi, når nordlyset er sterkt, kan se en fiolett bord nederst i nordlyset.

Intensitet

Svakt nordlys har tilnærmet samme lysstyrke som Melkeveien. Melkeveien, vår galakse, kan sees som et diffust, lysende belte over himmelen på stjerneklare netter. Middels sterkt nordlys blender de fleste stjernene. Sterkt nordlys kan måle seg med månelyset. Da er nordlyset mye sterkere enn lyset fra alle stjernene samlet.

Forskning i dag

Det er gjort store fremskritt innen nordlysforskningen. Mens vi i begynnelsen av århundret var mest opptatt av selve lysutsendelsen og nordlysets karakteristiske egenskaper som beliggenhet, høyde, form og farge, er hovedoppgaven i dag å studere de prosesser som fører til at nordlyset oppstår i ulike former og forklare de raske forandringene i tid og rom som er så fremtredende. Forskerne er spesielt interessert i vekselvirkningen mellom solaktiviteten og jordas nære miljø. De seneste tiårs økte oppmerksomhet om mulige klimaendringer har gitt en forsterket interesse for nordlysforskningen. Atmosfæren i høydeområdet der nordlyset oppstår er også viktig for klimautviklingen.

Nordlys og skyer over Lofoten.
Vev av Nordlysets døtre

Mytologi og overtro

Gjennom årtusener er det skapt historier, myter og forestillinger om fenomenet nordlys. Nordlyset knyttes derfor ikke bare til forskning og naturvitenskap, men også til overtro, kultur, mystikk og religiøse forestillinger. Nordlysskildringer finnes igjen også i litteratur og i bildende kunst.

Den greske filosofen Aristoteles så antakelig nordlys i år 344 f.kr. Han sammenligner nordlyset med flammer fra forskjellige jordiske lyskilder.

De eldste beskrivelser av nordlyset finner vi i middelhavslandene og Kina. Fordi nordlyset hovedsakelig opptrer over polarområdene, har oldtidens menneskene i disse områdene i beste fall sett noen ganske få nordlysutbrudd. Profeten Esekiel oppfattet det han så, som et tegn fra Gud: "Jeg hadde et syn. Se, et stormvær kom fra nord. Det var en stor sky med flammende ild."

Forestillingene om nordlyset har gjerne vært knyttet til frykt eller ærefrykt, og helt frem til opplysningstiden ble nordlyset knyttet til de gjeldende oppfatninger om himmel og helvete. De norske vikingskaldene kalte himmelbrua mellom gudeheimen og jorda Bifrost. De kan ha tenkt på nordlyset. I så tilfelle hadde nordlyset sin egen gud i norrøn mytologi: Heimdall. Folketroen i Norden knyttet nordlyset til døde kvinner generelt, til de døde jomfruers sjel spesielt. I Kina ble nordlyset oppfattet som et varsel om forestående fødsler.

Når vi snakker med folk flest om nordlyset i dagens Norge, blir det forbausende ofte fortalt om hvardan de som barn viftet med hvite klær mot lysspillene og hvordan de trodde at bevegelsene i nordlyset økte med styrken i deres egen vifting.

Illustrasjon: Denne billedveven bærer tittelen "Beilere" eller "Nordlysets døtre" og er tydelig inspirert av norrøne myter der nordlyset ble forestilt som et kvinnelig fenomen.

Illustrasjon av vikingskip under nordlys.
Kongespeilet

Den første realistiske omtale av Nordlyset finnes i det norske verket Kongespeilet fra 1200-tallet. I sterk kontrast til de vanlige europeiske oppfatninger i middelalderen beskrev Kongespeilet nordlyset som et naturlig fenomen. Bokens ukjente forfatter presenterte teorier som ikke så sin like før nesten 500 år senere. Kongespeilet gav også naturfenomenet navn – Norðrljós

Men etter hvert kom også norske tenkere under innflytelse av de "lærde" i Europa. Hundreårene etter Kongespeilet ble derfor også Norge preget av dogmefylte og fantastiske oppfatninger av nordlyset.

Illustrasjon: Vikingskip under nordlysbue. Vignett av Gerhard Munthe. Illustrasjon til Norges kongesaga av Snorre Sturlason.

Tegning av nordlys i Danzig i Tyskland.
Innledende forskning

Nordlyset ble i mars 1716 sett over store deler av Europa. Nordlyset ble også sett i London og kunne observeres over hele Mellom-Europa. Den berømte engelske astronomen og vitenskapsmannen Sir Edvard Halley var blant dem som observerte nordlyset. Han lanserte teorier om nordlyset basert på en erfaringsmessig tilnærming - til fortrengsel for spekulasjoner og dogmetro.

Ut fra egne observasjoner av nordlysbuens krumming og sitt kjennskap til magnetfeltets geometri sluttet han at disse to fenomener hadde en nær forbindelse. Dette ble innledningen til den moderne nordlysforskning som fant en grobunn i den tankefrihet som opplysningstiden gav muligheter for.

I mars 1716 ble nordlys sett over store deler av Europa. Denne illustrasjonen er fra Gdansk i den nordlige delen av Polen.

Portrett av Kristian Birkeland.
Kristian Birkeland

Kristian Birkeland er en av nordlysforskningens mest sentrale personer. Blant annet skapte han kunstig nordlys i et laboratorium gjennom Terrella-eksperimentet.

I 1896 publiserte den norske forskeren Kristian Birkeland den teori som skulle fremstå som den mest holdbare nordlysteori inn i det tjuende århundre. Birkeland underbygget sine teorier med eksperimenter i laboratorier.

Birkelands idé var at elektrisk ladede partikler - katodestråler - strømmer ut av solflekkene med så stor hastighet at de trenger langt ned i atmosfæren i polområdene, ledet av jordas magnetfelt. Når partiklene kommer ned i de tettere luftlag, kolliderer de med gassene i atmosfæren og bremser opp slik at de tenner atmosfæregassene, som lyser som buer og stråler.