Er vi her på Jorden mon de eneste, der bliver forkælet med det smukke nordlys? Stubberne udlægger, hvad der skal til for at skabe fænomenet, og på hvilke andre planeter vi ved - og er usikre på - om det smukke syn også findes.
\ Automatisk oplæsning
Når man ser nordlys på himlen, kan man let komme til at tænke på, om vi er de eneste, som kan se dette lysshow på himlen.
Fænomenet nordlys er næsten helt sikkert noget, man kan se på utallige planeter - både i Mælkevejen og i andre galakser.
Så hvis der findes liv andre steder, kan man godt forestille sig andre intelligensvæsener, der måske slet ikke ligner os mennesker, se på himlen og stille sig det samme spørgsmål, som vi gør; er vi de eneste, som kan gå ud en mørk nat og beundre naturens tæpper af lys?
For at kunne svare på dette spørgsmål vil vi først se på, hvad der skal til for at skabe nordlys, eller måske mere korrekt polarlys.
Naturen har en ganske simpel opskrift på at skabe polarlys, der kun kræver to ting:
Derefter går resten af sig selv. Når de elektrisk ladede partikler når frem til planetens magnetfelt, bliver de afbøjet ned mod atmosfæren, og når de rammer molekylerne, opstår polarlys.
De fleste stjerner udsender en konstant stjernevind.
Stjerner, der er mindre end Solen, udsender endda en stærkere vind end Solen, og det kan skabe problemer for planeter uden et magnetfelt, der kan afbøje stjernevinden. For hvis en meget stærk stjernevind rammer direkte ned i en planets atmosfære, kan den ligefrem erodere atmosfæren bort.
Vi kender fænomenet fra vores eget solsystem: Mars mangler et stærkt magnetfelt, og det betyder, at solvinden over milliarder af år har kunnet erodere det meste af atmosfæren væk, så den nuværende atmosfære er yderst tynd.
Det eneste magnetfelt, Mars har i dag, stammer nemlig fra nogle magnetiske områder rundt om på Mars, som måske er de sidste rester af et stærkere magnetfelt, der nu er forsvundet.
Solvindens partikler rammer især Mars-atmosfæren over disse magnetiske områder, og her kan der så skabes et meget svagt lys – dog mest i det ultraviolette område, selv om der også kommer lidt rødt og grønt lys fra den smule ilt, der er i atmosfæren. Til gengæld kan dette lys ses over det meste af Mars og ikke bare i polarområderne som her på Jorden, så man kan ikke tale om polarlys.
Den anden del af opskriften på at skabe nordlys - nemlig at have en planet med både magnetfelt og atmosfære - er, som vi skal se, lidt mere tvivlsom. I hvert fald hvis vi taler om planeter, der ligner Jorden.
Solsystemet deles normalt i to dele, nemlig de indre og de ydre planeter. De indre planeter er Merkur, Venus, Jorden og Mars. Fælles for disse planeter er, at de er forholdsvis små og opbygget af metal og klippe.
Når vi taler om polarlys, er det vigtigt at bemærke, at kun én af disse fire planeter har et stærkt magnetfelt, nemlig Jorden. Det har man længe søgt en forklaring på, og den teori, man i dag nok anser for den mest sandsynlige, er, at vi kan takke Månen for Jordens magnetfelt.
Vi ved, at Jordens magnetfelt skyldes bevægelse af flydende jern i Jordens ydre kerne. Naturligvis er Jorden blevet afkølet, siden den blev dannet for 4,6 milliarder år siden. Selv om det er længe siden, så har Jordens kerne nu en temperatur på omkring 3800o, hvilket er nok til, at den ydre kerne er flydende.
At opretholde en så høj temperatur kræver energi, som blandt andet kan komme fra, at den indre kerne gradvist størkner til fast jern.
Men hvis det var den eneste energikilde, ville det kræve, at Jordens kerne over de sidste 4,3 milliarder år var afkølet fra 6800o til de nuværende 3800o. Hvis Jorden oprindeligt havde været så varm, så må planeten være helt smeltet, og det er der intet, som tyder på.
Det er derfor nødvendigt at finde en anden energikilde til at holde Jordens kerne så varm, at magnetfeltet kan opretholdes.
Denne ekstra energi kan netop være Månens påvirkning af Jorden, for den skaber nogle tidevandseffekter, også dybt nede i Jorden, som i sidste ende fører til en opvarmning af Jordens indre.
Den effekt, der afsættes af Månen på denne måde, er 3.700 milliarder watt, hvor de over 1000 milliarder watt er tilgængelige for den ydre kerne.
Tager vi hensyn til denne effekt, er det kun nødvendigt med en afkøling på 300 grader af Jordens kerne, og det lyder meget mere sandsynligt.
Problemet er bare, at teorien kræver, at Jorden har en meget stor måne – faktisk så stor, at Jorden og Månen astronomisk set er en dobbeltplanet. Sandsynligvis er dannelsen af dobbeltplaneter nok en ret sjælden begivenhed, så der kan godt være langt mellem planeter som Jorden, hvor man kan opleve et godt ægte polarlys.
På den anden side er der så mange exoplaneter bare i vores mælkevej, at selv om dobbeltplaneter måske kun udgør nogle få procent af de planeter, der som Jorden er opbygget af metal og klippe, så vil der være millioner af denne type.
Men den nærmeste kan godt være meget langt borte – så må vi jo bare håbe, at der også bor nogen, der kan nyde synet.
Vi ser her på de fire store ydre planeter Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun under et, fordi de har stort set samme opbygning af brint og helium - dog med betydelige mænger af forskellige typer af is i Uranus og Neptun. De har alle stærke magnetfelter, tætte atmosfærer, og derfor også kraftige polarlys.
Der er dog en stor forskel på Jupiter og Saturn sammenlignet med Uranus og Neptun.
Jupiter og Saturn har dipolfelter med to magnetiske poler ligesom Jorden, hvilket Uranus og Neptun ikke har.
Man mener, at Jupiter og Saturns magnetfelter opstår i kerner, som indeholder delvist flydende metallisk brint.
Det er strømninger i denne type brint, som skaber magnetfelterne, og det er åbenbart en lettere proces end at skabe et magnetfelt på metal og klippeplanet som Jorden. På Uranus og Neptun opstår magnetfelterne på andre måder, som man endnu ikke helt forstår.
Vi begynder med Jupiter, hvor ikke bare Jupiter, men også de fire store måner, har polarlys.
Da Jupiters atmosfære består af brint og helium, så bliver polarlyset i det ultraviolette område, men det er jo ikke noget problem for rumsondernes kameraer. Partiklerne fra solvinden er dog ikke den eneste kilde til polarlysene – en anden vigtig kilde er den lille måne 'Io'.
Io udmærker sig ved at have mere end 400 aktive vulkaner. Da tyngdekraften på Io er mindre end tyngdekraften på vores egen Måne, så kan vulkanerne sende svovl, svovldioxid og andre stoffer flere hundrede kilometer op over overfladen.
Her indfanges atomerne af Jupiters magnetfelt, og det betyder noget.
Mange af atomerne fra vulkanerne føres med en elektrisk strøm på en million ampere ned i Jupiters atmosfære ved de magnetiske poler.
Denne tilførsel af partikler fra Io er med til at skabe nogle meget stærke polarlys. ’Tæpperne’ af polarlys har en højde på flere hundrede kilometer, og her kan Jorden slet ikke være med.
Meget af det vulkanske stof bliver ved Io, men Jupiters magnetfelt sender også stoffet andre steder hen, nemlig til Jupiters tre andre store måner, Europa, Ganymedes og Callisto.
Kun Ganymedes har et magnetfelt, men alle tre måner har atmosfærer. De er meget tynde, men tætte nok til at de kan skabe polarlys – og det er observeret her fra Jorden. Man ved nu, at alle fire måner har polarlys, eller noget der ligner.
Det er røde og grønne polarlys, der stammer fra iltmolekyler, selv om Io også har en næsten en hel regnbue af farver, hvor gult dominerer på grund af natriumforbindelser.
Men der er et mysterium.
Polarlysene over Europa og Ganymedes viser, at der kun er lidt eller ingen vanddamp i deres atmosfærer, og det passer dårligt med, at både Europa og Ganymedes formodes at have store og dybe oceaner under den isdækkede overflade.
Det bliver helt klart en opgave for den europæiske JUICE-sonde og den amerikanske Europa Clipper, når de omkring 2030 når frem til Jupiter, at løse dette mysterium.
Saturn, Uranus og Neptun har som nævnt alle polarlys. Vi ved mest om dem på Saturn, især fordi Saturn gennem flere år er observeret af rumsonden Cassini.
Her har man observeret nogle polarlys, som måske er skabt af den lille måne Enceladus, på nogenlunde samme måde som Io skaber polarlys på Jupiter. Enceladus har ikke vulkaner, men slynger til gengæld masser af vanddamp ud fra nogle store gejsere.
Vores solsystem er jo kun et af måske milliarder af planetsystemer i Mælkevejen – og om mange af disse planetsystemer ved vi allerede nu, at de ikke ligner solsystemet.
Så vi skal nok være lidt varsomme med at overføre vores erfaringer med polarlys til Mælkevejens utallige exoplaneter.
Det, vi har brug for, er observationer, men man kan roligt sige, at det ikke er nogen simpel sag at spore polarlys på planeter mange lysår borte.
Alligevel er der nogle resultater. Således har forskere brugt et radioteleskop i Holland til at observere radioemissioner, der sandsynligvis er forårsaget af kraftige polarlys fra en planet 26 lysår borte.
Det drejer sig om en lille rød dværgstjerne ved navn GJ 1151. Den har en planet med en masse på omkring 2,5 gange Jordens masse, med en omløbstid på bare 2 døgn. Det betyder, at planeten er meget tæt på den røde dværgstjerne; afstanden er ikke mere end 2,6 millioner km.
Med en så kort afstand er det ikke så mærkeligt, at stjerne og planet kan være magnetisk forbundne på stort set samme måde som Jupiter og Io. Hvis der transporteres ioner fra planeten til stjernen, vil det ikke bare skabe polarlys, men også en meget kraftig radiostøj, og det er netop, hvad man har målt i Holland.
»Disse resultater tyder kraftigt på, at polarlys forekommer på kloder uden for vores solsystem, og at der herved skabes radioemissioner, som er kraftige nok - 100.000 gange kraftigere end på Jupiter - til at kunne spores på tværs af interstellare afstande,« siger leder af studiet Jonathan Nichols fra University of Leicester i England i en pressemeddelelse.
Endelig skal nævnes, at den måske mest almindelige type af exoplaneter er det, vi kalder ’superjorde’. Det er planeter, der er opbygget som Jorden, men bare større.
Helt ny forskning tyder på, at sådanne planeter kan opretholde et magnetfelt i milliarder af år uden hjælp fra en stor måne – men til gengæld vil de have en så tæt og sikkert skyet atmosfære, at man ikke kan nyde polarlys.
Så vi må vist siges at have været heldige. Vi har både en stor måne og en atmosfære tynd nok til at nyde udsigten til rummet, og det er måske ikke noget, man kan ret mange steder.
Bliv klar til solformørkelsen 12. august. Vind to par solformørkelsesbriller ved at abonnere på Videnskab.dk's gratis nyhedsbrev. Vi trækker lod blandt alle nyhedsbrevsmodtagere i juli.
