ALIS_4D: det unika mätsystemet för studier av norrsken

I mitten av april stängde IRF de fem unika mätstationerna för norrsken i väntan på den mörka natthimlen i mitten av september då kamerasystemet på nytt sätts igång för säsongen. Mätstationerna är placerade med fem mils avstånd från varandra i ett rutnät och innehåller ljuskänsliga kameror avsedda att studera specifika färger hos norrskenet.

IRF:s optiska norrskensforskare Urban Brändström och ingenjörerna Daria Mikhaylova och Lars-Göran Vanhainen besökte nyligen mätstationen i Silkkimuotka, belägen i skogen i närheten av nedre Soppero i Kiruna kommun.

– I dagsläget har vi mätstationer i Kiruna, på Esrange, i Abisko, Tjautjas och här i Silkkimuotka. Med ett avstånd mellan mätstationerna får vi ett överlapp av synfältet så att vi kan göra tomografi av norrskenet, se det i tre dimensioner. Det här har betydelse för att bättre förstå fysiken i den nära rymden till oss, den så kallade jonosfären som börjar på ungefär 100 kilometers höjd, och hur vi till exempel bättre ska kunna skydda oss mot rymdvädershändelser, säger Urban Brändström. 

Mätsystemet ALIS_4D är efterträdaren till systemet ALIS som etablerades i början av 90-talet. Det tidigare systemet kunde inte mäta lika fort som det nuvarande systemet och var inte lika ljuskänsligt. Numera har kamerornas sensorer bättre teknik vilket möjliggör mätningar i betydligt högre tidsupplösning.

– Det här systemet kommer att användas tillsammans med det stora radarsystemet EISCAT_3D som är en jonosfärsradar för att bättre förstå plasmafysik. 

Kamerorna i mätsystemet ALIS_4D tar bilder i hög tidsupplösning och ger information om en bestämd våglängd (färg) hos norrskenet som innebär en bestämd växelverkan mellan en partikel och en atom eller molekyl i jonosfären. Forskarna är intresserade av att mäta hur mycket ljus som kommer till varje pixel. Tack vare det överlappande synfältet möjliggörs tomografisk rekonstruktion av norrskenet.

– Tänk dig datortomografi av hjärnan. Det är liknande matematik och innebär att det går att få exakt information från det specifika volymelement man valt att titta på. Det i sin tur kan ge oss forskare information om de infallande partiklarna som orsakar norrskenet. Information som vi kan jämföra med de mätningar som sker av satelliter och av radaranläggningar som EISCAT_3D, säger Urban Brändström.

Foton: Annelie Klint Nilsson, IRF

Film från en mätning med ALIS_4D i september 2020.