Dansk rumprojekt rydder forsiden af Nature
Ny forskning kaster lys over blå fænomener i toppen af tordenskyer, som vi stadig forsøger at forstå.

Et blåt, opadgående lyn og fem blå 'eksplosioner' i toppen af tordenskyer er blevet observeret af det danske rumobservatorium ASIM. Opdagelsen kaster lys over de dårligt forståede fænomener. (Illustration: DTU) 

Et blåt, opadgående lyn og fem blå 'eksplosioner' i toppen af tordenskyer er blevet observeret af det danske rumobservatorium ASIM. Opdagelsen kaster lys over de dårligt forståede fænomener. (Illustration: DTU) 

For et år siden prydede et storstilet dansk rumprojekt forsiden af det amerikanske forskningstidsskrift Science.

I dag har projektet opnået samme placering hos det britiske Nature.

Dermed har det danskledede rumprojekt, som kaldes ASIM (The Atmosphere-Space Interactions Monitor), i løbet af knap tre års flyvning i rummet opnået at rydde forsiden af verdens to mest prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter.

»Vi er alle sammen meget glade og stolte,« siger Torsten Neubert, som er videnskabelig leder af ASIM-projektet og er førsteforfatter på det nye studie i Nature.

ASIM

The Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) er et firkantet observatorium, som er monteret uden på Den Internationale Rumstation. 

ASIM blev opsendt i 2018 og er det hidtil største danskledede rumprojekt under det europæiske rumagentur, ESA.

Bag ASIM står DTU Space, der har den videnskabelige ledelse og står for dele af instrumentudviklingen.

Den danske teknologivirksomhed Terma er teknisk hovedansvarlig for observatoriet, mens DMI deltager i den videnskabelige fortolkning af data.

Desuden deltager universiteter fra Spanien, Norge, Polen og Italien i projektet.

Kilder: DTU Space / Torsten Neubert 

Et blåt festfyrværkeri

I det nye studie beskriver forskerne et ægte festfyrværkeri af to blåtlysende fænomener i toppen af tordenskyer.

  • Det ene fænomen kaldes for blå jets eller blå lyn. Det er blåfarvede lyn, der bevæger sig i modsat retning af almindelige lyn; altså opad fra tordenskyen.
  • Det andet fænomen er en slags blå ’eksplosion’ i toppen af tordenskyen, som er ekstremt kortvarig, og som forskerne kalder for ’blå glimt’.

»Det nye er, at vi viser, at der foregår nogle enorme blå knald i toppen af en tordensky. Det er nogle meget kortvarige og intense udladninger af energi. De er vanskelige at se fra Jorden, fordi skyen er i vejen, så vi ved kun meget lidt om dem,« fortæller Torsten Neubert, som er chefkonsulent ved Institut for Rumforskning og Rumteknologi på Danmarks Tekniske Universitet.

Fem blå glimt og et lyn

I det nye studie har forskerne observeret hele fem blå glimt i et tordenvejr over Stillehavet i hidtil udset detaljegrad. Og det ene af de blå glimt blev efterfulgt af en blå jet.

»Det er helt nyt, at vi ser en blå jet, som starter med et blåt glimt. Det begynder altså med en slags blå eksplosion i toppen af skyen og ud af den vokser en blå jet, som bevæger sig opad i stratosfæren (en del af atmosfæren, red.),« forklarer Torsten Neubert, som er chefkonsulent ved Institut for Rumforskning og Rumteknologi på Danmarks Tekniske Universitet.

Det nye studie giver os altså indsigt i nogle temmelig voldsomme fænomener, som foregår her på vores egen planet, uden at vi kender særlig meget til dem.

»Studiet er et imponerende højdepunkt for de mange nye fænomener, som ASIM observerer oven over tordenstorme, og det viser os, at vi stadig har meget at opdage og lære om vores univers,« lyder det fra Astrid Orr, som er koordinator ved den europæiske rumorganisation (ESA) i en officiel udtalelse. 

Mange forskere drømmer om at få deres resultater trykt i Nature eller Science. ASIM-forskerne lykkedes med at ramme forsiden af begge tidsskrifter i løbet af et år. Til venstre ses blå lyn og glimt på den seneste forside af Nature, og til højre ses forsiden af Science, som i januar 2020 blev illustreret med mystiske udbrud af gammastråling, som også var observeret af ASIM. ((Illustration: Nature/Science/DTU/Videnskab.dk) 

Påvirker det klimaet?

Torsten Neubert og hans kolleger mener, at blå glimt måske kan være et vidt udbredt fænomen, som blot har været overset hidtil.

»Vores hypotese er, at de blå glimt faktisk kan være ret hyppige – også hyppigere end blå jets. Vi har bare ikke vidst, at de eksisterede. Men vi mener, at man bør kigge nærmere på, hvordan de påvirker atmosfærens kemi og klimaet,« siger Torsten Neubert.

Han henviser til, at enkelte studier indikerer, at blå jets måske kan have indflydelse på ozonlaget – et lag i atmosfæren, som blandt andet beskytter Jordens liv mod ultraviolet (UV) stråling.

»Vi ved ikke, om blå jets og lignende fænomener har indflydelse på klimaet. Jeg synes ikke, at det er så sandsynligt, men det kan ikke udelukkes, og derfor er det vigtigt at undersøge,« siger klimaforsker og professor Eigil Kaas fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

»Men uanset om det påvirker klimaet eller ej, er det jo utrolig fascinerende forskning i sig selv at forsøge at forstå de her fænomener, som vi kun ved ganske lidt om,« tilføjer han.

Astronaut spiller vigtig rolle

Den nye opdagelse har ifølge Torsten Neubert været mulig, fordi den danske astronaut Andreas Mogensen var så heldig at optage en video af et tordenvejr, da han besøgte Den Internationale Rumstation i 2015.

»Han sad nede i rumstationens glasklokke og havde et fantastisk udsyn til tordenvejret og fik fanget nogle blå jets. Andreas Mogensens billeder har gjort det meget nemmere for os at fortolke ASIM’s data,« fortæller Torsten Neubert.

Her kan du se Andreas Mogensens optagelser af de blå jets:

ASIM fungerer som et slags rumobservatorium, der er spændt fast uden på Den Internationale Rumstation.

Herfra kan det fotografere og måle på alle de mystiske og dårligt forståede fænomener, der knytter sig til tordenvejr i den øvre del af atmosfæren – læs mere i artiklen Elvere, blå jets, røde feer: Disse vilde fænomener skal dansk rumprojekt studere.

Blå jet og blå glimt

Blå jets – også kaldet blå lyn - skyder opad fra toppen af tordenskyer og kan nå helt op i 50 km højde fra jordoverfladen. De varer mindre end 1 sekund.

Det er uklart, hvordan blå jets skabes, men det sker i de øverste lag af skyerne.

Det nye studie beskriver målinger af en blå jet, somstarter med et kraftigt kortvarigt blåt glimt i skytoppen.

Et blåt glimt (blue flash) er en intens elektrisk udladning – en slags kortvarig blå eksplosion i toppen af tordenskyen.

Det blå glimt varede kun 10 mikrosekunder (0,00001 sekund).

I alt observerede forskerne fem blå glimt, men kun i det ene tilfælde udløste det blå glimt en blå jet.

Kilde: Torsten Neubert/DTU

 

Håndholdt vs. fastspændt

»Andreas Mogensen havde et håndholdt kamera, som han kunne pege i retning af tordenvejret. Med ASIM er vi til gengæld fastmonteret, og vi kan kun kigge lodret ned. Hvis en blå jet dukker op lige neden under ASIM, kan det være svært at se, om lynet virkelig bevæger sig opad eller ej,« fortæller Torsten Neubert.

Han sammenligner situationen med at se på en kuglepen: Hvis du ser den fra siden, er det nemt at konstatere, at kuglepennen er aflang. Hvis du derimod kigger på den oppefra, ligner kuglepennen bare en prik.

»På samme måde er det nemmere at konstatere, at der er en blå jet i kanten af ASIM’s synsfelt – man kan se lynets længde. Men når vi ser en blå jet lodret ovenfra, er det sværere. Derfor har Andreas Mogensens optagelser i høj grad hjulpet os, fordi vi kunne sammenligne vores data med hans optagelser,« forklarer Torsten Neubert.

Unik tidsopløsning

Mens Andreas Mogensen kunne filme blå jets fra gode vinkler, var antallet af billeder per sekund i hans video imidlertid langt færre end i ASIM’s nye målinger.

Antallet af målinger per sekund – også kaldet tidsopløsningen – er meget vigtigt, hvis man skal forstå fænomener som blå glimt, der kun varer ekstremt kort tid.      

»Det, som gør ASIM unik i forhold til alle andre målestationer, er, at vores tidsopløsning er bedre end nogen anden, og samtidig er vi tæt på begivenhederne fra rumstationen. Vi laver 100.000 målinger per sekund, og inden for 1-2 målinger eksploderer det med blåt i toppen af skyen. Det er det blå glimt. Og ud af det blå glimt vokser den blå jet og kommer op i stratosfæren,« fortæller Torsten Neubert.

Et tordenvejr er et fascinerende syn fra Jorden. Men ovenover tordenvejret gemmer der sig et helt fyrværkeri af andre fænomener, som vi ikke ser. Fænomenerne har navne som elvere, røde feer og giganter - og projektet ASIM er har til formål at studere dem. Læs mere om de enkelte fænomener her. (Illustration: DTU)

Sammenfald med et andet fænomen?

Forskerne mener, at blå glimt måske i virkeligheden kan være det samme som et andet kendt fænomen, der er blevet observeret nede fra Jorden. Fænomenet kaldes ’Smalle bipolare begivenheder’ (på engelsk narrow bipolar events eller narrow bipolar pulses), og det opstår ligesom ’blå glimt’ i forbindelse med tordenvejr.

»Man har opdaget ’smalle bipolare begivenheder’ med målestationer på Jorden. De har en helt speciel signatur, men man ved ikke rigtig, hvad pokker det er. Vi laver en anden slags målinger med ASIM, men vi tror i virkeligheden, at det er samme fænomen, vi studerer,« siger Torsten Neubert.

Han forklarer, at mens ’smalle bipolare begivenheder’ er blevet observeret i radiobølger, har man fundet blå glimt med observationer af synligt, blåt lys.

»Men vi tror grundlæggende, at det er den samme elefant, vi studerer. Folk, som studerer ’smalle bipolære begivenheder’ kigger måske bare på snablen, og vi andre kigger måske på halen. Vi er kun i gang med at lægge puslespillet sammen og forsøge at forstå, hvad der foregår,« siger Torsten Neubert.

Hyppigt fænomen?

Andre studier har også tidligere foreslået, at ’Smalle bipolare begivenheder’ måske kunne være det samme som blå glimt.

Men i det nye studie kan forskerne desværre ikke sammenholde ASIM’s målinger af blå glimt med jordbaserede målinger af ’smalle bipolære begivenheder’ – tordenvejret blev nemlig ikke fanget af jordbaserede målestationer, fortæller Torsten Neubert.

»Vi ved, at ’smalle bipolare begivenheder’ er ret almindelige, så hvis der virkelig er tale om samme fænomen, er blå glimt også meget mere almindelige end hidtil troet. Og så begynder det for alvor at blive vigtigt at forstå, hvordan de påvirker atmosfærens kemi og klimaet,« slutter han.  

Elevere er også med i studiet

Det nye studie beskriver først og fremmest blå jets og blå glimt, men ASIM observerede også et andet lyn-relateret fænomen: Elvere.

Elvere (på engelsk ELVES - Emission of Light and Very-low-frequency perturbations due to Electromagnetic-pulse Sources) er meget kortvarige, lysende ringe helt oppe omkring 100 kilometer over Jorden.

Den lysende ring består af lys (optisk lys) og ultraviolet (UV) stråling.

Et af de fem blå glimt, som beskrives i det nye studie var startskuddet til en blå jet, men det genererede også en elver.

»Elevere bliver som regel skabt i almindelige lyn mellem skyen og jorden. Men i det nye studie beskriver de en elver, som skyldes elektrisk aktivitet inden i tordenskyen, hvilket passer med forudsigelser i modeller,« påpeger Francisco Gordillo-Vazquez fra Institut for Astrofysik i Andalusien (IAA) i en email til Videnskab.dk

Han forsker selv i de samme fænomener, men har ikke været en del af det nye studie.

»Fire ud af de fem blå glimt blev ledsaget af små ultraviolette (far UV) impulser associeret med elvere,« skriver Francisco Gordillo-Vazquez.

Han hæfter sig desuden også ved, at »studiet tydeligvis beskriver en udsendelse af rødt optisk lys på grund af den blå jet, hvilket ikke er blevet observeret før.«

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om astronautens foto af polarlys, som du kan se herunder.