Hva skal inn her?
Det er en ganske svimlende tanke: Alt i vår verden er som kjent bygget opp av bitte små atomer. I et lite sandkorn er det rundt 1 000 000 000 000 000 000 000 atomer. Atomet er bygget opp av enda mindre partikler, blant annet elektroner.
Fysiker Juha Vierinen klarer å få øye på elektroner tusen kilometer over bakken!
Det blir som om du fra Oslo, klarer å få øye på noen bitte små insekter som surrer rundt i Bodø.
– Vi klarer å se enkeltelektronene i grupper. Vi måler tettheten i elektroner per kubikkmeter, fordi det er tettheten som avgjør hvor mye forstyrrelser vi kan få i vår elektriske trafikk, forklarer Vierinen.
Han jobber med å utvikle nye høyteknologiske 3D-romradarer, for å få best mulig data til nordlysforskningen.
Fysikerne ved UiT har siden 1970-tallet vært blant hoveddrivkreftene i det multinasjonale EISCAT-prosjektet, et stort anlegg med romradarer - såkalte "scattere" - i Ramfjord utenfor Tromsø. Det er et samarbeid mellom mange europeiske land, samt Japan og Kina. Radarene driftes til studier av jordens øvre atmosfære. Prosjektet har i årenes løp tiltrukket seg forskere fra hele verden til Tromsø.
I 2022/2023 avløses EISCAT av et splitter nytt romradar-anlegg i milliardklassen – EISCAT 3D. I alt 10.000 radarantenner skal plasseres ut i Skibotndalen, samt Kaiseniemi i Sverige og Karesuando i Finland. I tillegg til forskning, kan det være EISCAT 3D vil få en operativ rolle med internasjonal varsling av romvær.
De nye radarene vil bli mye mer avanserte enn forgjengerne; de kan forandre retning lynraskt om noe skjer i rommet, og får mye høyere oppløsning og brennvidde.
.png "Eiscat3d (2).png")
Forskerne sier man kan sammenligne de nye radarene med å få nye, mye skarpere briller, der du plutselig kan se det som før var uklart.
Det "gamle" systemet består av parabolantenner, som tar lang tid å bevege. Hvis man vil måle retning, måler de bare ett punkt av gangen. Med de nye antennene, får man en vifte av stråler som tar bilder over et enormt høydeområde på en og samme tid. Siden de skal ha anlegg også i Finland og Sverige, vil man få målinger fra tre forskjellige vinkler, altså kan forskerne se nordlyset i tre dimensjoner. Da vil de kunne se om et fenomen nærmer seg: en plasmasky eller en annen struktur, og da kan man stille radarene inn på dette.
– I tillegg til at de kan skanne himmelen raskere og at man derfor får et mye bedre bilde av den delen av atmosfæren der nordlyset opptrer, vil radarene tillate forskerne flere ting, forteller Vierinen.
De vil kunne lage radarkart over månen for studier av dens geologiske sammensetning.
De vil også kunne observere baner av meteoroider som brenner opp i atmosfæren vår – hele to tusen meteorer i timen vil kunne bli observert!
I tillegg vil forskerne kunne spore og oppdage såkalt romsøppel - menneskeskapte gjenstander som har blitt igjen i rommet. Det er for eksempel satellitter som ikke lenger er i bruk, eller raketter og drivstoff som har blitt brukt til oppskytning av satellitter. I årenes løp har det blitt mer og mer romsøppel. I følge Store Norske Leksikon har rundt 7500 satellitter blitt plassert i bane rundt Jorden siden 1957, hvorav rundt 4300 fortsatt befinner seg i verdensrommet. Bare 1200 av disse er fortsatt operative, mens resten anses som romsøppel.
Til nå har man kartlagt rundt 29 000 biter av romsøppel som er større enn 10 centimeter. Dette utgjør en økende risiko for romfart.
Det nye anlegget vil altså gi mange nye muligheter.
– Det vil åpne seg en ny verden, slår Vierinen fast.
Det er mer ved nordlyset enn mange vet.
– Nordlyset kan faktisk også forandre temperaturen på jorda! forteller Vierinen ivrig.
Som kjent oppstår nordlys når energirike partikler fra sola kolliderer med gassene i atmosfæren.
Kollisjonene setter i gang kjemiske reaksjoner som øker produksjonen av blant annet nitrogenoksid (NOx) i atmosfæren. Om sommeren blir disse Nox-gassene fjernet av sola som varmer opp jorda. Om vinteren og i mørketida derimot, når sola ikke skinner direkte på nordområdene, oppstår det vinder som fanger gassene, og de kan bli transportert nærmere jorda.
– I stratosfæren, nærmere bakken, er det ozongass. Hvis det kommer NOx ned dit, skjer en kjede med kjemiske reaksjoner og ozonet brytes ned. Da får vi mer ultrafiolett stråling tilbake til jorda, og temperaturen kan derfor forandres med pluss eller minus 1 til 3 grader, forklarer Vierinen.
Dette er ny forskning, og det gjenstår å se hvor mye dette har å si i forhold til situasjonen med menneskeskapte klimaendringer. Men en ting er sikkert:
– Disse endringene er laget av naturen selv, og de kan vi ikke gjøre noe med – de er bare der, smiler han.
Vierinen har alltid har vært fascinert av sola.
– Sola er en stor ball av hydrogen og plasma, en gigantisk fusjonsreaktor! Vi, og alt levende, suger til oss energi fra sola. Den er grunnen til at vi er i live. Det er spennende å få studere hva som skjer når en del av solas materiale kommer inn i atmosfæren, sier romfysikeren engasjert.
Vi vet mye i dag om hvordan verdensrommet fungerer. Men fortsatt har nordlysforskerne mange spørsmål.
– Vi ønsker å øke vår evne til å forutse store utbrudd fra sola og solstormer, på lengre sikt. Da må vi forstå enda mer om hvordan stormene oppstår og hvordan de flyter i rommet, sier Vierinen.
Det er derfor han mener grunnforskning – forskning der man undersøker noe uten helt å vite hva man vil finne – er høyst nødvendig.
– Grunnforskning er viktig fordi vi ikke vet hva som er viktig. Om ikke Einstein hadde fulgt sin nysgjerrighet og undersøkt fenomener, ville han ikke ha utviklet hverken relativitetsteoriene eller kvantemekanikken, avslutter Vierinen.