Kreativitet i forskning er det som trengs: Nattlysende skyer

Hva tror du en forsker er? Tenk deg om og ta deg tid til å formulere et godt svar. Jeg skal ikke (ennå) røpe hva jeg mener, men jeg vil oppfordre deg å huske tankene dine, når vi nå tar for oss et fenomen som det drives mye forskning på i Norge i dag.

  • By KairoK – Own work, CC BY-SA 4.0
  • By Ulvar Käärt – Own work, CC BY-SA 4.0
  • By Mika-Pekka Markkanen – Own work, CC BY-SA 4.0
  • By Martin Koitmäe [1] – Own work, GFDL

Der det før var nesten utelukkende nordlysforskning finnes det nå mange fenomener som opptar forskerne, ikke minst blant dem, de såkalte nattlysende skyene.

Disse har sitt utgangspunkt i at jordas atmosfære blir truffet av opptil hundre tonn med stein hver dag. Heldigvis snakker vi her om små stein som brytes opp i atmosfæren nesten med en gang de kommer inn. Friksjon varmer dem opp og nei, de brenner ikke opp – i hvert fall ikke i all hovedsak – men de fordamper. Dette er stein som bryr seg ikke om kjemiske reaksjoner eller om å smelte for den slags skyld, men som blir til gass nesten med en gang. Lysfenomenet som hører til er stjerneskuddet. Du kan få saken forklart her.

Partiklene som dannes når steingassen avkjøles får først noen iskrystaller på seg, i hvert fall om sommeren, men det er en lengre historie enn vi kan ta her, før de synker ned i atmosfæren og deltar i alle prosessene som skjer der. Vi er sikre på at de er i stand til å absorbere både sollys og den infrarøde strålingen som jorda sender ut, samt kan fungere som såkalte nukleasjonskjerner som skydråper eller krystaller kan danne seg på. Kanskje er det disse partiklene som det danner seg perlemorskyer rundt i stratosfæren? Det er kjemikalier i steinene som vi vet burde delta i kjemiske reaksjoner i atmosfæren. Men hvordan da?

Svarene til disse spørsmålene avhenger i sterk grad av hvor langt ned partiklene synker etter at de er ferdige med å danne nattlysende skyer, men da har vi et problem: Partiklene er (nesten) mikroskopiske, lader seg ikke opp elektrisk til en nevneverdig grad, og kan dermed ikke følges godt nok med på deres ferd nedover i luften med de elektromagnetiske instrumentene vi har. Men det er viktig å finne ut av det siden partiklene er en av brikkene i puslespillet rundt klimaet på jorda.

Når man er i en slik situasjon kalles det gjerne for forskningsfronten, ved grensen av det vi faktisk kan være sikker på å vite. Og i dette tilfellet ligger en stor del av denne fronten rent fysisk i Nord-Norge, ved Andøya Space Center der forskerne skyter sine raketter inn i de nattlysende skyene eller relaterte fenomener. Partikler skal samles inn og analyseres. Det brukes også både lasere og radarer til å undersøke fra bakkenivå. Det skal finnes ut av dette.

Hvis det bare hadde vært så enkelt! Foran raketter, for eksempel, dannes det sjokkbølger som påvirker bevegelsen til partiklene. Så er det få partikler for å begynne med. Og det hadde, som antydet, vært enklere hvis de hadde hatt litt elektrisk ladning på seg.

Ved forskningsgruppen for rakettstudier ved Universitetet i Tromsø (UiT) har man valgt å gjøre dette: Å utnytte at de aller minste støvpartiklene ofte fester seg på og vokser inn i de mye større ispartiklene. Disse store partiklene lar seg ikke lett påvirke av sjokkbølger i fronten av en rakett, og vil derfor ta med seg de aller minste steinpartiklene som gratispassasjerer. I et massespektrometer smeltes deretter ispartiklene, og man står igjen med vann og de interessante steinpartiklene.

Ingen av metodene er perfekte og det er, blant annet, der at et kanskje litt overraskende element kommer med inn i vitenskapen: Kreativitet. Tenk litt nøyere på det UiT gjorde. Hva må til for å finne en løsning?

Det er kunnskap som dette er tuftet på ja, men minst like viktige er nysgjerrighet, utholdenhet og kreativitet. Ikke mer. Men heller ikke mindre.

Takk til Tarjei Antonsen ved Universitetet i Tromsø.

Alexander Biebricher, Ph.D. is a scientist who now holds the position of Physicist and Chief Science Officer at the Spaceship Aurora Visitor’s Center at Andøya Space Center in Northern Norway. You can follow Alexander on Twitter, Facebook, Instagram and Google +.

Meet a Scientist – While visiting Spaceship Aurora, there is also the opportunity to have a chat with a scientist to take a deep dive into the amazing science behind aurora. Read more.