### Sammanfattning

Energi från solen får joniserad gas, plasma, att strömma mot jorden. De laddade plasmapartiklarna följer jordens magnetfält mot de magnetiska polerna. Här kolliderar de med jordens atmosfär. Atomer och molekyler i atmosfären exiteras för att sedan göra sig av med energin som ljus, norrsken. Forskare inom rymdfysik använder satelliter för att samla in data om det plasma och de elektromagnetiska fält som omger jorden. Extra intressant är data från tidpunkter då satelliter befinner sig i områden där norrskenet skapas. Dessa tidpunkter hittas med hjälp av markstationer med kameror. Omen satellit finns på samma magnetfältlinje som en markstation och denna samtidigt fotograferar norrsken har man funnit en intressant tidpunkt. Femton sådana tillfällen har hittats mellan år 2002 och idag, varav tre har ytterligare en satellit på samma magnetfältlinje men på en annan höjd. Det finns alltså en hel del intressant data för forskarna när de ska förklara norrskenets mysterium.

### Inledning

Norrskenet på jorden uppstår tack vare att fem grundförutsättningar är uppfyllda. Dessa fem är solen, solvinden, plasmat som omger vår planet samt jordens magnetfält och atmosfär. Solen är den ursprungliga energikällan till norrskenet. Fusionsreaktioner i solens kärna där väteatomer slås ihop till helium frigör varje sekund enorma mängder energi. Denna energi sänds ut i solsystemet inte bara som elektromagnetisk strålning (ljus) utan också i form av plasma. Plasma kan ses som det fjärde aggregationstillståndet (efter fast form, flytande form och gasform) och är joniserad gas vilket betyder att elektroner har frigjorts från sina atomkärnor. Elektriskt neutrala atomer har alltså blivit positiva joner och negativa elektroner som påverkar och påverkas av elektriska och magnetiska fält. Solens ständiga utflöde av plasma, som rör sig med överljudsfart, kallas solvinden. Solvinden förvränger jordens magnetfält, som annars skulle sett ut som fältet från en stavmagnet, genom att trycka ihop det på dagsidan och dra ut det till en lång svans på nattsidan. Detta leder till flera komplicerade fysikaliska processer med följden att plasmapartiklar med hög hastighet rör sig mot jorden. Eftersom plasmapartiklarna (elektroner och joner) är elektriskt laddade verkar en kraft på dem från jordens magnetfält. Kraften är riktad vinkelrätt mot både partiklarnas rörelseriktning och magnetfältets riktning. Resultatet blir att partiklarna rör sig i spiralbanor runt och längs med magnetfältlinjerna. De följer alltså jordens magnetfältlinjer och kommer ner mot jorden vid de magnetiska nord- och sydpolerna. Det finns alltså inte bara norrsken utan även sydsken. I fortsättningen av rapporten kommer, för enkelhets skull, beteckningen norrsken att användas även då sydsken avses. När plasmarpartiklarna närmar sig jorden kolliderar de med atomer i jordens atmosfär som upptar plasmapartiklarnas rörelseenergi. Kollisionerna sker på ungefär ett hundra till några hundra kilometers höjd och i en oval kring de magnetiska nord- och sydpolerna. Solvinden gör att både norr- och sydskensovalen är lite förskjutna mot jordens nattsida, med andra ord bort från solen. Solen får olika typer av utbrott som gör solvinden snabbare och tätare. Utbrotten rubbar jordens magnetfält med följden att norr-