norrskenet, eller aurora borealis, erbjuder en fascinerande, dramatisk, magisk display som fascinerar alla som ser det — men precis vad som orsakar detta bländande naturfenomen?

i mitten av vårt solsystem ligger solen, den gula stjärnan som upprätthåller livet på vår planet. Solens många magnetfält förvränger och vrider sig när vår moderstjärna roterar på sin axel. När dessa fält knyts samman spricker de och skapar så kallade solfläckar. Vanligtvis förekommer dessa solfläckar i par; den största kan vara flera gånger storleken på jordens diameter.

RELATERAD: Hur man ser norrskenet

i mitten av solen är temperaturen 27 miljoner grader Fahrenheit (15 miljoner grader Celsius). När temperaturen på ytan stiger och faller, kokar solen och bubblar. Partiklar flyr från stjärnan från solfläckregionerna på ytan och rusar partiklar av plasma, känd som solvind, ut i rymden. Det tar dessa vindar runt 40 timmar att nå jorden. När de gör det kan de orsaka dramatiska skärmar som kallas aurora borealis.

auroror förekommer inte bara på jorden utan också på andra världar i vårt solsystem (och kanske även exoplaneter). Gasjättarna i vårt solsystem (Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus) har var och en tjocka atmosfärer och starka magnetfält, och var och en har auroror — även om dessa auroror skiljer sig lite från jordens, med tanke på att de bildas under olika förhållanden.

Venus har en aurora genererad av sitt utsträckta magnetfält (en”magnetotail”). Mars, som har för tunn atmosfär för globala auroror, upplever lokala auroror på grund av magnetfält i skorpan. NASA: s rymdfarkost MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) fann också utbredda norra halvklotets auroror genererade av energiska partiklar som slog den Martiska atmosfären.

solfläckar och cykler

solfläckar och solstormar som orsakar de mest magnifika skärmarna i norrskenet inträffar ungefär vart 11 år. Solcykeln toppade 2013, men det var det svagaste solmaximumet på ett sekel.

”denna solcykel fortsätter att rankas bland de svagaste på rekord”, Ron Turner från Analytic Services, Inc. who fungerar som Senior vetenskap rådgivare till NASAs innovativa avancerade koncept program, sade i ett uttalande.

sedan registreringen av ebb och flöde av solens aktivitet började 1749 har det funnits 22 fulla cykler. Forskare övervakar rymdväderhändelser eftersom de har potential att påverka rymdfarkoster i omlopp, slå ut elnät och kommunikationsinfrastruktur på jorden och förstärka normala skärmar av norra och Södra ljus. Forskare undersöker också hur fluktuationer i solens aktivitet påverkar vädret på vår planet.

partiklar och polär attraktion

jorden bombarderas ständigt med skräp, strålning och andra magnetiska vågor från rymden som kan hota livets framtid som vi känner den. För det mesta gör planetens eget magnetfält ett utmärkt jobb att avleda dessa potentiellt skadliga strålar och partiklar, inklusive de från solen.partiklar som släpps ut från solen reser 93 miljoner miles (cirka 150 miljoner km) mot Jorden innan de dras oemotståndligt mot de magnetiska Nord-och sydpolerna. När partiklarna passerar genom jordens magnetiska sköld blandas de med atomer och molekyler av syre, kväve och andra element som resulterar i bländande visning av ljus på himlen.

aurororna på jordens norra halvklot kallas aurora borealis. Deras sydliga motsvarighet, som lyser upp den Antarktiska himlen på södra halvklotet, är känd som aurora australis.

Vad orsakar färgerna?

färgerna som oftast förknippas med aurora borealis är rosa, grön, gul, blå, violett och ibland orange och vit. Typiskt, när partiklarna kolliderar med syre, produceras gult och grönt. Interaktioner med kväve producerar röda, violett och ibland blå färger.

typen av kollision gör också skillnad för färgerna som visas på himlen: atomkväve orsakar blå skärmar, medan molekylärt kväve resulterar i lila. Färgerna påverkas också av höjd. De gröna lamporna uppträder vanligtvis i områden upp till 150 miles (241 km) höga, röda över 150 miles; blå visas vanligtvis upp till 60 miles (96.5 km); och lila och violett över 60 miles.

dessa lampor kan manifestera sig som ett statiskt band av ljus, eller, när solfläckarna är särskilt starka, som en dansridå med ständigt föränderlig färg.

auroralljusens historia

i årtusenden har lamporna varit källan till spekulation, vidskepelse och vördnad. Grottmålningar i Frankrike som tros dateras tillbaka 30 000 år har illustrationer av naturfenomenet.

i mer vidskepliga tider ansågs norrskenet vara ett förebud om krig eller förstörelse, innan människor verkligen förstod vad som orsakar dem. Många klassiska filosofer, författare och astronomer, inklusive Aristoteles, Descartes, Goethe och Halley, hänvisar till norrskenet i sitt arbete.

redan 1616 använde astronomen Galileo Galilei namnet aurora borealis för att beskriva dem, med namnet på den mytiska romerska gudinnan av gryningen, Aurora och det grekiska namnet för Vind i norr, Boreas.

aurora australis, eller southern lights, förekommer runt södra polarområdet. Men eftersom Sydpolen är ännu mer ogästvänlig än Nordpolen är det ofta svårare att se södra lamporna.

var kan man se lamporna

de bästa ställena att se norrskenet är Alaska och norra Kanada, men att besöka dessa stora, öppna vidder är inte alltid lätt. Norge, Sverige och Finland erbjuder också utmärkta utsiktspunkter. Under perioder med särskilt aktiva solfläckar kan lamporna ses så långt söderut som toppen av Skottland och till och med norra England.

vid sällsynta tillfällen ses lamporna längre söderut. De observerades först av europeiska bosättare i New England 1791. I” Historical Storms of New England”, publicerad 1891, skrev Sidney Perley, ” 15 maj 1719 observerades den vackrare och lysande aurora borealis först här så långt som någon rekord eller tradition från den perioden informerar oss, och det sägs att det i England först märktes bara tre år före detta datum. I December samma år dök aurora upp igen, och folket blev mycket oroat och fruktade inte det så mycket som ett medel för förstörelse utan som föregångare till bränderna under den sista stora dagen och ett tecken på kommande faror.”

när man ska se lamporna

norrskenet är alltid närvarande, men vintern är vanligtvis den bästa tiden att se dem på grund av lägre nivåer av ljusföroreningar och den klara, skarpa luften. September, oktober, mars och April är några av de bästa månaderna att se aurora borealis. Lamporna är kända för att vara ljusare och mer aktiva i upp till två dagar efter att solfläckaktiviteten är som högst. Flera byråer, som NASA och National Oceanic and Atmospheric Administration, övervakar också solaktivitet och utfärdar aurora-varningar när de förväntas sätta på en särskilt imponerande show.

ytterligare rapportering av Elizabeth Howell och Nola Taylor Redd, Space.com bidragsgivare