Elvere, røde feer, blå jets, haloer, gigantiske jets og jordiske gammaglimt.

Det lyder som noget fra en fantasyfilm, men faktisk er det altsammen fænomener, som optræder i forbindelse med tordenvejr.

Disse tordenvejrsfænomener er hovedfokus for rumobservatoriet ASIM (The Atmosphere-Space Interactions Monitor), som er det hidtil største danskledede rumprojekt under det europæiske rumagentur ESA.

ASIM bliver – hvis alt går efter planen – sendt ud i rummet 2. april, og herefter skal det danske rumobservatorium fotografere og måle på tordenvejrsfænomenerne.

I denne artikel kan du få overblik over de mange mystiske tordenvejsfænomener, som ASIM skal studere.

Røde feer: 'Fantastisk smukke'

Røde feer er den danske betegnelse for fænomenet 'red sprites' (Stratospheric/mesospheric Pertubations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification.)

Der er tale om rød-orange lysglimt, som optræder højt oppe over tordenskyer i en højde på cirka 50-90 kilometer over jordoverfladen.

Røde feer er et relativt nyopdaget fænomen. I mange år gik der rygter og anekdoter om, at folk havde set mystiske rødlige glimt højt oppe over tordenvejr, men historierne blev først rigtigt taget alvorligt, da røde feer første gang blev fotograferet i 1989 af forskere fra University of Minnesota.

»Da jeg så røde feer første gang, tænkte jeg, at det var fantastisk, at et så smukt fænomen var lige for næsen af os, uden at vi havde opdaget det før,« fortæller Torsten Neubert, som er videnskabelig leder af ASIM og chefkonsulent hos Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Den første røde fe fanget i farver. Begivenheden blev optaget af NASA/University of Alaska med et videokamera fra et fly i 1994. (Foto: NASA/University of Alaska)

Røde feer: Forbavsende forskellige

Siden har forskerne fundet ud af, at røde feer er elektriske udladninger, som bliver udløst højt oppe over lyn og tordenskyer. Forskning har vist, at de røde feer ofte dukker op i forbindelse med en særlig form for lyn (positive lyn).

Røde feer ligner typisk et netværk af røde, lysende tråde, som kan strække sig over store områder af himlen. Men ligesom lyn optræder røde feer kun ganske kortvarigt.

»Vi ved allerede ret meget om røde feer i dag, men en af de ting, som stadig er forbavsende for os, er, at en rød fe kan se ud på så mange forskellige måder,« siger Torsten Neubert og tilføjer:

»Det kan være en lille tynd og lysende kanal på himlen, eller det kan være en gruppe af kanaler, som er viklet sammen som en garnnøgle. Hvad pokker er det, som gør, at de ser så forskellige ud? Det vil vi gerne finde ud af.«

Illustration af en rød fe med en halo. (Illustration: IAA-CSIC/Videnskab.dk)

Halo 

Lige inden en rød fe optræder, kan der nogle gange opstå en halo.

Det er et rødligt lysende fænomen, der er formet som en pandekage og kan strække sig over et område på himlen på mere end 50 kilometer.

Haloen optræder omkring et millisekund før en rød fe, og man mener, at haloen bliver skabt af de samme processer som røde feer.

Blå jets: Omvendte lyn

Blå jet er opadgående lyn. Her er en blå jet set fra toppen af Maunakea i Hawaii. (Foto: Gemini Observatory)

Blå jets (også kaldet blå lyn) er lyn, som slår opad fra tordenskyen – modsat almindelige lyn, der som bekendt slår nedad mod Jorden fra tordenskyen.

Blå jets skyder opad med en enorm hastighed på op til cirka 360.000 kilometer i timen. De opadgående lyn når helt op i stratosfæren til omkring 40-50 kilometers højde over Jorden, fortæller Torsten Neubert.

»Blå jets er lyn, som slår den forkerte vej. Men hvorfor gør de det? Vi mener, at det må hænge sammen med, at der opstår en elektrisk ubalance i toppen af tordenskyen,« siger Torsten Neubert og tilføjer:

»Vi forestiller os, at der sker en kortslutning et sted i tordenskyen. Men i stedet for at gnisten stopper i toppen af skyen, fortsætter den simpelthen opad.«

Blå jets: Andreas Mogensens scoop 

Blå jets er ligesom røde feer et relativt nyopdaget fænomen – blå jets blev første gang optaget af et rumfartøj i 1989.

»I begyndelsen vidste man ikke, at blå jets var blå. Det første farvebillede, tror jeg, at jeg så i 2001. Det var faktisk taget af en amatør, som havde fanget det fra et vindue i et fly,« fortæller Torsten Neubert.

Han tilføjer, at den flotte blå farve i blå jets skyldes stoffet kvælstof.

Blå jets er et langt mere sjældent fænomen end røde feer, og der findes derfor færre optagelser af fænomenet. Den danske astronaut Andreas Mogensen var imidlertid heldig at fange billeder af blå jets, da han besøgte Den Internationale Rumstation, ISS, i 2015.

»Det var virkelig heldigt, at han fik optagelser af blå jets. De stod og pulserede – det vil sige, at de ikke bare lyste op en enkelt gang, men at de kom igen. Det havde man ikke set før,« fortæller Torsten Neubert og tilføjer:

»Vi håber selvfølgelig, at vi kan fange det samme med ASIM, så vi kan blive klogere på, hvad der foregår.«

Giganter

Giganter, eller 'gigantic jets' på engelsk,  er, som navnet antyder, kæmpestore lyn. Ligesom blå jets slår giganter opad, men de stopper ikke i 40-50 kilometers højde ligesom blå jets.

Gigantisk jet (Foto: Gemini Cloudcam/Lucena)

»Giganter er det samme som blå jets – de kommer bare højere op. Hvis de har ekstra power på, kan de slå hele vejen op til ionosfæren i 85 kilometers højde. Det er virkelig spektakulært,« siger Torsten Neubert.

Han håber, at ASIM kan være med til at gøre forskerne klogere på, hvorfor nogle blå jets er så vilde, at de kommer helt ud i ionosfæren og dermed kan klassificeres som giganter.

Blå startere

Blå startere er ligesom blå jets og giganter opadgående lyn. Blå startere er ifølge Torsten Neubert mere kortvarige og lysstærke end blå jets.

»Til gengæld når blå startere ikke højere op end omkring 20 kilometer over jordoverfladen,« siger Torsten Neubert.

Blå startere er altså en form for 'start' på en blå jet, men den når blot ikke højt nok op over jorden til at kunne kalde sig en blå jet.

Elvere: Kort lysshow

Elvere er meget kortvarige, lysende ringe helt oppe omkring 100 kilometer over Jorden.

Elvere kan ikke ses med det blotte øje. (Illustration: Wikimedia Commons/Videnskab.dk)

»Elvere er en slags nordlys De er så kortvarige, at man ikke kan se dem med det blotte øje – man er nødt til at have et lysfølsomt kamera for at fange dem,« siger Torsten Neubert og tilføjer, at elvere typisk varer mindre end en tusindedel af et sekund.

Elvere: En lysbølge

Elvere kan opstå, når lyn udsender en elektromagnetisk bølge, forklarer Torsten Neubert.

»Man kan opfatte lynet som en slags antenne, der udsender bølger. Bølgerne rejser op i den øvre del af atmosfæren – lige på kanten af ionosfæren,« forklarer Torsten Neubert.

I ionosfæren findes der frie elektroner (negativt ladede partikler). Når disse frie elektroner bliver ramt af den elektromagnetiske bølge, begynder elektronerne at svinge.

»Når elektronerne begynder at svinge, vil de ramme atmosfærens molekyler, som efterfølgende udsender en foton (en lyspartikel, red.). Det er disse fotoner, som giver det lysshow, vi kalder elvere,« forklarer Torsten Neubert.

Elvere blev første gang opdaget i 1990. Elvere kaldes på engelsk for ELVES, hvilket står for Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources.

'Lyn i den øvre atmosfære' (TLE)

TLE er en samlet betegnelse for blå jets, elvere, røde feer og andre lyn-relaterede fænomener i den øvre atmosfære. (Illustration: asim.dk)

'Lyn i den øvre atmosfære' eller 'forbigående lyshændelser' er danske oversættelser af begrebet 'Transient luminous event' (TLE).

TLE er en samlet betegnelse for både røde feer, blå jets, blå startere, giganter og elvere.

»TLE er et lidt nørdet begreb, som i virkeligheden afspejler, at vi ikke aner, hvad det er for nogle fænomener,« siger Torsten Neubert og tilføjer:

»Røde feer blev opdaget i 1989, men nye typer kom hele tiden til. For eksempel giganter i 2005 og blå glimt på toppen af tordenskyer, som blev filmet af vores danske astronaut Andreas Mogensen i 2015.«

»I dag ved vi selvfølgelig en del om TLE-fænomener, men der er stadig mange ting, vi ikke forstår.«

TLE-fænomener er det ene hovedfokus for det danske rumprojekt ASIM – det andet fokus er de såkaldte jordiske gammaglimt.

Jordiske gammaglimt (TGF)

Jordiske gammaglimt (Terrestrial Gamma Ray Flash, TGF) er ganske kortvarige glimt af gammastråling, som opstår i Jordens egen atmosfære – i modsætning til gammaglimt fra fjerne stjerner og galakser, som kommer rejsende til Jorden fra rummet.

Jordiske gammaglimt blev opdaget i 1994, og fænomenet er stadig kun dårligt forstået af videnskaben. Et stort spørgsmål er fortsat, hvordan og hvorfor disse meget energirige gammastråler opstår.

Jordiske gammaglimt er korte glimt af gammastråling, som opstår i vores atmosfære. (Illustration: ASIM)

»Man mener, at jordiske gammaglimt kommer fra lyn i toppen af tordenskyen. Vi håber, vi kan finde ud af, hvordan de opstår,« siger Torsten Neubert.

Ifølge Torsten Neubert er ASIM det hidtil første rumfartøj, som medbringer instrumenter, der er specialdesignet til at studere jordiske gammaglimt.

Du kan læse meget mere om de mystiske, jordiske gammaglimt i denne artikel.