MYSTIKK OVER SVALBARD: Nattnordlys over Svalbard i februar 2022. Foto: Pål Brekke

Strømmer til Svalbard for å studere mystisk lys

Internasjonale forskere strømmer til Svalbard for å studere det mystiske dagnordlyset som er synlig under polarnatta.

Allerede på 1700- og 1800-tallet var Svalbard et populært sted for ekspedisjoner og vitenskapelig forsøk. Noen av de viktigste vitenskapsutforskerne var Baltazar Mathias Keilhau, Adolf Erik Nordenskiöld og Martin Conway som blant annet tegnet de første kart over Svalbard og studerte de indre delene av Spitsbergen.

Les også
Her danser nordlyset over Arendal

I 1993 ble universitetssenteret UNIS opprettet, og i dag er dette et senter for internasjonal forskning og utdanning med over 600 studenter. Forskere og studenter kommer til Svalbard fra hele verden for å studere blant annet klima, geologi, marinebiologi, geofysikk – og det unike dagnordlyset.

I perioden fra november til slutten av februar er det mørkt store deler av døgnet, noe som betyr at man kan se nordlys midt på dagen. Dagnordlyset er mer rødaktig og mindre spektakulært og eksplosivt enn nattnordlyset som man kan se på fastlandet. Men for forskere er dagnordlyset minst like fascinerende, og dette gjør Svalbard til et viktig forskningslaboratorium for nordlysforskere fra hele verden.

Nordlyset på fastlandet dannes av solpartikler som har hatt seg en sving på nattsida av planeten og presses tilbake mot jordatmosfæren. Dette nordlyset kalles gjerne nattnordlys fordi det ligger på nattsiden av jorda, og dermed opptrer om kvelden og natten. Nordlyset opptrer hyppigst og med størst intensitet langs et ovalformet belte, nordlysovalen. Av og til kan nordlysovalen presses ned mot Sør-Norge og da ser vi nordlys også sør i landet.

SPESIELT: Det rødaktige dagnordlyset fotografert med en fiskeøyelinse på Kjell Henriksen Observatoriet. En slik linse gjør det mulige å ta bilder av himmelen fra horisont til horisont i alle retninger. Foto: KHO/UNIS

Nattnordlyset har blitt studert i over 100 år, og det var vår egen Kristian Birkeland som først forsto at det er partikler fra sola som skaper nordlys. Først omkring 1970-årene ble det dokumentert at nordlyset også kan observeres midt på dagen, og at dagnordlyset har mange egenskaper som nattnordlyset ikke har.

Årsaken til at forskning på nordlyset startet så sent, var at det bare kan observeres fra noen få plasser på jorda. Og det kan bare observeres når det er helt mørkt. Det må også være mørkt helt opp i atmosfæren til høyder opp til 300 km. Det betyr at sola må være flere grader under horisonten i mørketiden.

Artikkelen fortsetter under annonsen.

Svalbard ligger under det vi kaller polarkløften – en traktlignende åpning i jordens magnetfelt. Det er et lite område som dekker bare noen få breddegrader. Partikler som strømmer ut fra sola ledes ned gjennom denne trakten, hvor de bombarderer atmosfæren vår. Her kolliderer solvindpartiklene med atomer og molekyler i atmosfæren, og får disse til å sende ut lys som vi ser som dagnordlyset. Dagnordlyset forekommer på dagsiden av jorda og kan i stor grad bare studeres fra Svalbard. Svalbards beliggenhet er med andre ord ideell for omfattende observasjoner av dagnordlys.

MÅLER NORDLYSET: Månen og nordlyset som danser over Kjell Henriksen Observatoriet. Under hver glasskuppel sitter det internasjonale instrumenter og måler nordlyset. Foto: Mikko Syrjäsuo/UNIS

I 1978 ble Nordlysstasjonen satt opp inne i Endalen. Stasjonen var et samarbeid mellom Universitetet i Tromsø og University of Alaska og det ble utført banebrytende ny kunnskap om dagnordlyset. I 1984 ble stasjonen flyttet til den gamle flyplassen i Adventdalen. Etter hvert ble stasjonen for liten på grunn av økende internasjonal interesse. I tillegg ble lysforurensning fra Longyearbyen et økende problem i takt med ekspansjonen av byen.

I 2008 åpnet et nytt nordlysobservatorium utenfor Longyearbyen på Svalbard. Kjell Henriksen Observatoriet ligger på toppen av Gruve 7-fjellet og har perfekte forhold for å studere dagnordlyset og fysikken i den midtre og øverste atmosfæren. Bygget har 30 instrumentrom som alle har en glasskuppel med utsikt opp mot nordlyset. Her kan forskere fra hele verden leie plass til sine instrumenter og fjernstyre disse fra sine hjemland via superraskt bredbånd gjennom fiberkabel.

Like nedenfor Kjell Henriksen Observatoriet troner to gigantiske parabolantenner. Den største har en diameter på hele 42 meter. Dette er EISCAT-radaren som er et internasjonalt samarbeidsprosjekt. Radaren kan foreta gode målinger av atmosfæren fra 90 og opp til 1000 kilometer. Med den kan vi måle «været» rundt nordlyset – slik som tetthet, vinder og temperaturer.

Høyden til der nordlyset dannes er normalt fra 85–250 km og enkelte ganger dannes det høyere. Lagene i atmosfæren der nordlyset dannes ligger med andre ord for høyt til å kunne undersøkes med ballonger og for lavt til at satellitter kan gå der. Løsningen er å bruke sonderaketter som skytes gjennom nordlyset.

Da Norges rakettskytefelt ble lagt til Andøya i 1962, var det blant annet for å kunne skyte raketter rett inn i nordlyset. I dag finnes det også en rakettrampe i Ny Ålesund hvor man kan skyte raketter inn i dagnordlyset.

Artikkelen fortsetter under annonsen.

Både EISCAT og Kjell Henriksen Observatoriet er helt sentrale for å kunne sjekke at forholdene er optimale når NASA eller andre romaktører skal skyte raketter inn i nordlyset. Når en skal skyte en rakett til 15–20 millioner kroner inn i nordlyset, er det viktig å kunne forutsi med sikkerhet at den vil treffe målet, og at nordlyset er av ønsket type.

Kjell Henriksen Observatoriet var allerede første driftsår hovedkvarterer for NASA rakett kampanjen SCIFER 2 som ble skutt ut fra Andøya i 2008. Da forskerne ved observatoriet spurte lederen for NASAs rakettprosjekt Prof. Paul Kintner om de hadde bestått eksamen i å støtte kampanjen, uttalte han «With flying colors!»

De siste fire årene har et stort intensjonalt samarbeidsprosjekt kalt Grand Challenge blitt gjennomført. Programmet består av 11 raketter fra Norge, USA (NASA) og Japan (Jaxa), der det er investert flere hundre millioner kroner.

Prosjektet har som mål å forstå mer om hva som skjer når solstormer treffer jorda og skaper nordlys. Solstormer skaper blant annet problemer for radiokommunikasjon, satellitter og navigasjonssystemer. Hvis man klarer å forstå mekanismene bedre, kan det resultere i bedre romværvarslinger.

En kan si at nasjonal og internasjonal forskningsinnsats over mange år har gjort øygruppen til verdens observasjonsplattform for dagnordlys.

ROMFORSKER: Pål Brekke.