Jordiske gammaglimt - det mest energirike naturfenomenet i atmosfæren.

Foredrag ved Arve Aksnes - 2. april 2019

Denne kvelden holdt romfysiker Arve Aksnes foredrag om jordiske gammaglimt.

På 1980-tallet ble det for første gang oppdaget «omvendte lyn», lyn som går oppover. Under den kalde krigen ble Vela-satellittene sendt opp med formål å overvåke gammastråling fra mulige kjerneeksplosjoner på jorda. På grunn av rotasjon vendte instrumentene også periodevis utover mot rommet. Da oppdaget man uventet gammastråling. På 90-tallet ble BATSE-satellitten sendt opp. Denne skulle observere gammastråling fra verdensrommet. Fra denne fikk man bedre målinger, og man begynte å mistenke en sammenheng med tordenvær.

Etter hvert fikk man tatt bilder av lysfenomenene som har 3 ulike former: såkalte blå jetter, røde ånder og alver (Blue Jets, Red Sprites, Elves). Disse forekommer i høyder fra ca 15-100km oppe i atmosfæren. Som samlebetegnelse benyttes begrepet «Terrestrial Gamma ray Flashes», forkortet TGF.

BAF - Terrestrial Gamma ray Flashes Bilde: Wikimedia Commons/Abestrobi

Danske forskere, under ledelse av Torsten Neubert, ble raskt ledende i forskningen på fenomenet, og de tok initiativ til prosjektet ASIM (Atmosphere-Space Interaction Monitor), som skulle utvikle et instrument for målinger på jordiske gammaglimt for utplassering på ISS. ASIM består av 6 optiske instrumenter, 6 UV-fotometre, 1 røntgenstråledetektor og 1 gammastråledetektor. Universitetet i Bergen hadde spisskompetanse på røntgenkamera fra utviklingen av PIXIE-kameraet som var i drift på satellitten Polar fra 1996 til 2002. Det danske teamet tok derfor kontakt med UiB med tanke på samarbeid. Dette førte til et oppsving for romfysikkgruppa, som gikk fra å være truet av nedleggelse til å bli utpekt til senter for fremragende forskning. I mars 2013 fikk de navnet «Birkelandsenteret for romforskning».

Hva vet vi om jordiske gammaglimt i dag? TGFs sett fra verdensrommet (med de detektorene som er blitt benyttet før ASIM):

  • Varighet: 10-100 mikrosekunder
  • Energi: Minst 40 MeV
  • Produseres fra lyn «inni» skyer (intracloud lightning)
  • 10^16-10^19 fotoner produsert

Hva vet vi IKKE om jordiske gammaglimt i dag?

  • Hvor ofte forekommer de?
  • Hvor mye energi avsettes i hver TGF?
  • Hva er effekten på atmosfæren?
  • Hvordan blir de dannet?
  • Hva er betingelsene for å danne TGFs?

Dette er hva vi håper ASIM skal gi oss svar på i årene som kommer. Den 2. april 2018 ble ASIM modulen skutt opp fra Cape Canaveral ved NASA Kennedy Space Center i Florida med en SpaceX Falcon rakett, Dragon-modulen med nyttelasten nådde trygt fram til ISS den 4. april. Den 13. april ble ASIM montert på Columbus-modulen på ISS.

Testfasen, «Commisioning phase», er akkurat avsluttet, og man har konkludert at alt virker som det skal. Pr. 9. januar 2019 har modulen registrert 209 gammaglimt, og datakvaliteten er ca 10 ganger bedre enn det tidligere instrument har prestert. Når nå instrumentet går over i regulær driftsfase har man derfor store forhåpninger til at man skal få en bedre forståelse for disse fenomenene.

BAF - Arve Aksnes Arve Aksnes (til høyre for skjermen) holder foredrag for en lydhør forsamling.

Referat og foto: Odd Høydalsvik