Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Landsvirkjun - borði í orkumálaflokki

Væri hægt að búa til norðurljós á himninum með leysigeislum?

Þegar stjörnufræðingar skoða og taka myndir af stjörnuhimninum í gegnum sjónauka, nota þeir fjarhrif leysigeisla til að leiðrétta fyrir tifi á ljósi á leið sinni gegnum andrúmsloftið. Þetta gera þeir með manngerðri grænni leysistjörnu. Hún er mynduð í háloftunum með stöðugum geisla leysis. Leysirinn varpar grænu ljósi af ákveðinni tíðni með afli sem nemur 1 watti og vekur upp græna ljómun (e. fluorescence) með örlítið lægri tíðni í þunnu lagi af natríngasi í 100 km hæð. Þetta lag er alltaf til staðar og endurnýjast sífellt við uppgufun örlítilla loftsteina sem rekast á lofthjúpinn með miklum hraða í svipaðri hæð og norðurljósin myndast.

Raunveruleg norðurljós myndast hins vegar við árekstra straums rafeinda og róteinda frá sólinni við köfnunarefnis- og súrefnissameindir í ysta lagi lofthjúpsins. Norðurljósin eru græn eða rauð, eins og flestir vita, og fylgja segullínum jarðar og myndast því einkum á kraga í kringum póla segulsviðsins á norður- og suðurslóðum.

Það er hægt að búa til manngerða stjörnu í háloftunum með stöðugum geisla leysis. Leysirinn varpar ljósi af ákveðinni tíðni og vekur upp ljómun í þunnu lagi af natríngasi í 100 km hæð. Á myndinni sést þegar gulum leysigeisla er skotið til himins. Sjónaukinn á myndinni heitir Yepun og er einn fjögurra sjónauka Very Large Telescope (VLT) ESO í Paranal-stjörnustöðinni í Síle. Mynd: ESO/B. Tafreshi

En væri hægt væri að beita þessari aðferð til að búa til græn norðurljós á heiðskírum himni að næturlagi? Mundi þetta geta leyst vanda vonsvikinna ferðamanna sem hingað koma um langan veg til að sjá norðurljós en hitta svo á nætur án norðurljósa? Við skulum bregða aðeins á leik og giska á hversu mikið rafafl þyrfti til að gera þetta með leysi.

Göngum út frá því, að manngerða stjarnan sjáist jafn björt í gegnum sjónauka með 0,6 m þvermáli eins og myndpunktur (e. pixel) norðurljóss með berum augum. Að næturlagi má reikna með að þvermál ljósops auga ferðamannsins sé 6 mm eða 0,006 m. Til þess að manngerða stjarnan yrði jafn björt og stjarnan frá 1 W leysi sem horft er á í gegnum sjónauka, þyrfti mjög mikið afl. Meira afl en nemur hlutfallinu á þvermáli sjónaukans og augans í öðru veldi, það er (0,6 m/0,006m)2 x 1 W = 10.000 W = 10 kW. Til þess að búa til einn grænan bjartan myndpunkt í natrínlaginu á himninum sem væri vel sýnilegur þyrfti þess vegna að beita leysigeisla með 10 kW afli.

Gerum nú ráð fyrir því að raunhæf nýting á rafafli til að framleiða leysigeislann sé 10%. Þá þyrfti 1/0,1 x 10.000 W = 100 kW af rafafli til þess að varpa einum björtum manngerðum norðurljósa-myndpunkti á himininn. Við skulum einnig gera ráð fyrir því að til þess að lögun og breytingar norðurljósanna kæmu vel í ljós, þyrfti um 1 milljón slíkra myndpunkta með 1 Hz myndtíðni. Niðurstaðan er því sú, eftir þessa ágiskun, að stöðugt rafmagnsafl sem þyrfti til að framleiða „manngerð norðurljós“ á himninum er 1.000.000 x 100 kW = 100 GW! Til samanburðar skal nefnt að öll rafaflsframleiðsla á Íslandi er 2,5 GW.

Stöðugt rafmagnsafl sem þyrfti til að framleiða „manngerð norðurljós“ á himninum er 100 GW! Til samanburðar skal nefnt að öll rafaflsframleiðsla á Íslandi er 2,5 GW!

Til þess að leysa úr vandanum með ferðamennina væri því skynsamlegra að búa til „manngerðan stjörnuhimin“ í stjörnuveri (e. planetarium). Þar væri hægt að varpa myndum af raunverulegum norðurljósunum með myndvörpum á hvelfingu þess í fullum litum með stjörnuhimininn í bakgrunni. Slíkt störnuver myndi einnig nýtast til að kynnast hreyfingum stjörnuhiminsins og fegurð og því ekki einnig leysigerðum myndum sem mætti varpa á hvelfinguna?

Myndir:

Höfundur þakkar Ara Ólafssyni, dósent í eðlisfræði við HÍ, fyrir yfirlestur.

Útgáfudagur

29.1.2015

Spyrjandi

Friðrik G. Friðriksson

Höfundur

Þorsteinn J. Halldórsson

eðlisfræðingur, starfaði m.a. við rannsóknir og þróun á leysum hjá EADS og Daimler

Tilvísun

Þorsteinn J. Halldórsson. „Væri hægt að búa til norðurljós á himninum með leysigeislum?“ Vísindavefurinn, 29. janúar 2015. Sótt 21. nóvember 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=69099.

Þorsteinn J. Halldórsson. (2015, 29. janúar). Væri hægt að búa til norðurljós á himninum með leysigeislum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=69099

Þorsteinn J. Halldórsson. „Væri hægt að búa til norðurljós á himninum með leysigeislum?“ Vísindavefurinn. 29. jan. 2015. Vefsíða. 21. nóv. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=69099>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Bankað í við

Það er algengur og útbreiddur hjátrúarsiður, einkum meðal kristinna manna, að banka undir eða á viðarborð eða snerta tré, t.d. eftir að menn hafa sagt eitthvað ógætilegt. Þessi siður á líklega rætur að rekja til þeirrar helgi sem hvílir á krossi Krists eða til annarrar tiltrúar á tré, enda er trjádýrkun af ýmsu tagi ævagömul.