Tiedotearkisto: 2004

Revontulimuodot kertovat avaruuden fysiikasta

27.9.2004 12:00

Ilmatieteen laitoksen tutkija Noora Partamies väittelee Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella lauantaina 9. lokakuuta. Väitöskirjassa esitellään menetelmiä, joita soveltamalla maanpintahavainnoista voidaan selvittää revontulien fysiikkaa.

Kuva: Vera Nevanlinna

Ilmatieteen laitos ylläpitää Fennoskandiassa ja huippuvuorilla kuutta revontulikameraa, jotka huolehtivat revontulihavainnoista. Kamerat kuvaavat yllä aukeavaa taivasta automaattisesti 20 sekunnin välein jokaisena pimeänä yönä. Väitöstyössä määriteltiin noin 200 digitaalisen revontulispiraalikuvan tilastosta spiraalimuotojen tyypillinen koko ja kiertymissuunta.
- Spiraalin muotoisia revontulia esiintyy magneettisesti rauhallisena aikana enemmän kuin aiemmat satelliittihavainnot osoittavat. Spiraalikuvien avulla voidaan myös osoittaa, että kun Maan magneettikentän suunta muuttuu
pohjoiselta eteläiselle pallonpuoliskolle mentäessä, niin myös revontulispiraalien kiertymissuunta Maasta katsottuna vaihtuu, Partamies kertoo.

- Tutkin väitöksessä myös mm. yksittäisen revontulijakson elektrodynamiikkaa eli ionosfäärin sähkö- ja magneettikenttien sekä sähkövirtojen muutoksia. Pitkälle kehiteltyjen mallien avulla ja yhdistämällä eri mittalaitteiden havaintoja revontulikuvissa näkyviin tapahtumiin saatiin selkeä kuva revontuliin liittyvistä sähkövirtavaihteluista.

Väitöstyössä vertailtiin revontulikaarien satelliitti- ja maanpintahavaintoja. Tutkimuksessa testattiin revontulikameran ottamille kuville kehitettyä menetelmää, joka muuntaa kuvan kirkkauden elektronien kokonaisenergiavuoksi. Menetelmä voi parhaimmillaan kuvata jopa 10 prosentin tarkkuudella revontulien energiavuon eli sen paljonko revontulia tuottavat hiukkaset kantavat tehoa tiettyä pinta-alaa kohti.

Perinteisesti revontulikuvia on käytetty vastaamaan kysymyksiin, onko revontulia vai ei ja millaisia revontulia on? Uuden menetelmän avulla revontulikameralla otetuista kuvista saadaan ensimmäistä kertaa revontulien kirkkauden lisäksi selville muitakin mitattavia, fysikaalisia suureita. - Pelkän revontulikuvan perusteella ei kuitenkaan vielä voida luotettavasti arvioida revontuliin liittyvää hiukkasvuota tai sähkövirtaa, Partamies arvioi.

Revontulien muodot ja liikkeet heijastelevat magnetosfäärin, eli Maan magneettikentän vaikutusalueen, pyrstössä tapahtuvia plasman liikkeitä, Partamies kiteyttää. Revontulitutkimuksen avulla voidaankin perehtyä ionosfäärin lisäksi myös magnetosfäärin dynamiikkaan ja esimerkiksi voimakkaiden revontulijaksojen syntyyn. Revontulet syntyvät, kun auringosta peräisin olevat varatut hiukkaset tunkeutuvat ilmakehän yläosiin, ionosfääriin, ja törmäävät siellä happiatomeihin ja typpimolekyyleihin. Törmäyksissä ilmakehän hiukkaset virittyvät ja säteilevät hetken kuluttua saamansa lisäenergian revontulina nähtävänä valona.

Noora Partamies on syntynyt Lemillä vuonna 1975. Hän on kirjoittanut ylioppilaaksi Savitaipaleen lukiosta vuonna 1994.

Lisätietoja:

Tutkija Noora Partamies, puh. (09) 1929 4695