Norrsken, eller aurora borealis, är ett spektakulärt ljusfenomen som uppstår när laddade partiklar från solen interagerar med jordens magnetfält och atmosfär. Bakom denna färgprakt döljer sig dock en kraftfull och osynlig elektrisk aktivitet. I mars 2025 skickar NASA upp EZIE (Electrojet Zeeman Imaging Explorer), ett rymduppdrag som ska undersöka de starka aurorala elektrojetströmmarna – elektriska strömmar som bildas i samband med norrsken och sydsken och som påverkar både jordens magnetfält och teknologiska system på marken.
Elektrojetströmmar – osynliga krafter bakom norrskenet
När norrsken uppstår flödar kraftfulla elektriska strömmar, så kallade elektrojetter, genom en laddad del av atmosfären som kallas jonosfären, på cirka 100 kilometers höjd. Dessa strömmar kan uppnå styrkor på över en miljon ampere, vilket gör dem till en av de starkaste elektriska fenomenen i jordens atmosfär.
Dessa elektrojetströmmar påverkar inte bara magnetfältet vid jordens yta, utan kan också orsaka snabba förändringar i magnetosfären, vilket i sin tur kan störa satelliter, kommunikationssystem och till och med elnät. EZIE är det första uppdraget någonsin som är helt dedikerat till att kartlägga elektrojetternas struktur och utveckling.
Hur EZIE studerar norrskenets dynamik
EZIE består av tre CubeSats – små satelliter ungefär lika stora som en kabinväska – som kommer att flyga i ”pärlor-på-en-tråd”-formation över jordens poler, på cirka 550 kilometers höjd. Genom att följa varandra med 2 till 10 minuters mellanrum kommer satelliterna att kunna observera hur elektrojetströmmarna förändras över tid.
Uppdraget använder en innovativ mätmetod baserad på Zeeman-splittring, där forskarna kan avläsa magnetfältets styrka genom att analysera hur mikrovågor från syremolekyler i atmosfären förändras. Med hjälp av denna teknik kan EZIE kartlägga magnetfältet som skapas av elektrojetströmmarna och avslöja detaljer om deras struktur och rörelser.
Vad forskarna hoppas upptäcka
Trots årtionden av forskning finns det fortfarande många obesvarade frågor om elektrojetströmmarna och deras påverkan på norrskenet. Tidigare mätningar har gjorts från marken och med andra satelliter, men de har inte gett en tillräckligt detaljerad bild av elektrojetternas struktur och utveckling över tid. Med EZIE:s kartläggning hoppas forskarna kunna avgöra hur elektrojetströmmarna formas, förändras och påverkar jordens magnetfält.
Forskningen leds av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i samarbete med NASA:s Goddard Space Flight Center. Missionen ingår i NASA:s satsning på att bättre förstå rymdväder, ett forskningsområde som är avgörande för att kunna förutse och mildra effekterna av kraftiga geomagnetiska stormar.
En ny era för norrskensforskning
Genom att ge forskarna en tydligare bild av elektrojetströmmarnas beteende kommer EZIE att bidra till en djupare förståelse av de processer som påverkar norrskenets rörelser och intensitet. Denna forskning kan också leda till bättre prognoser för geomagnetiska stormar, vilket är viktigt för att skydda både rymdfarkoster och infrastruktur på jorden.
EZIE kommer att skjutas upp i mars 2025 ombord på en SpaceX Falcon 9-raket från Vandenberg Space Force Base i Kalifornien. Uppdraget sammanfaller med solens aktivitetsmaximum, en period i solens 11-åriga cykel då dess utbrott är som mest intensiva – vilket gör det till en optimal tidpunkt för att studera de kraftfulla strömmar som bildas i samband med norrsken.
