Utforska norrskenet: ett forskarperspektiv från postdoktorala forskaren Sota Nanjo

Norrskenet är en av de mest synliga manifestationerna av processer som sker i rymden nära jorden. För den postdoktorala forskaren Sota Nanjo vid Institutet för rymdfysik (IRF) är det inte bara ett visuellt fenomen, utan också en källa till vetenskaplig data.

Markbaserade kameror och fotografiska observationer spelar en central roll inom norrskensforskning. Kameror kan fånga händelser som är för svaga för det mänskliga ögat, registrera händelser över tid och ge objektiva mätningar som kan analyseras i efterhand. Det gör att bilder av norrskenet inte bara är visuell dokumentation, utan ett vetenskapligt verktyg för att studera hur energi och partiklar från solen samverkar med jordens atmosfär.

Sota Nanjo studerar norrsken genom att kombinera stora datamängder från kameror med mätningar från radar, satelliter och magnetometrar. Hans arbete fokuserar på att förstå de processer som leder till att norrsken uppstår och vad det kan avslöja om rymdväder och dess påverkan på samhället.

Hur skulle du beskriva ditt forskningsfokus inom norrskensstudier?

Min forskning fokuserar främst på observationer, vilket är grunden för att förstå norrskensprocesser.

Hur används simuleringar i norrskensforskning?

Observationer visar vad som händer vid en specifik plats och tidpunkt, medan simuleringar hjälper oss att förstå hur dessa processer utvecklas över större områden. Till exempel kan vi, genom att använda data om solvinden och jordens magnetfält, uppskatta var norrskenet kan uppstå och hur starkt det kan bli. Det är samma metod som används i många appar för norrskensprognoser.

Inom forskningen kombinerar vi modeller av solvinden, magnetosfären, jonosfären och atmosfären för att bättre förstå hur dessa processer hänger samman med norrskenet.

Hur använder du data från markbaserade kameror i din forskning?

Kameradata visar när och var norrskenet uppstår. Vi kombinerar detta med mätningar från radar, magnetometrar och satelliter för att studera hur energi och partiklar rör sig i rymden.

Kameror registrerar ljuset som norrskenet sänder ut, men inte partiklarna i sig. För att fullt ut förstå de involverade processerna använder vi därför även direkta partikelmätningar, till exempel från satelliter. Metoderna kompletterar varandra.

Hur skiljer sig den vetenskapliga analysen av norrsken från hur vi upplever det med blotta ögat?

Kameror är betydligt mer känsliga än det mänskliga ögat och ger objektiva, kontinuerliga mätningar. De gör det möjligt att registrera, spela upp och analysera händelser, vilket inte är möjligt enbart genom visuell observation.

Du har samarbetat med fotografer utanför akademin – vad tillförde det din forskning?

På platser som Kiruna har vi regelbundna observationer. Men på lägre breddgrader är norrsken ovanligt och vetenskapliga data kan vara begränsade. I sådana fall kan fotografier tagna av allmänheten ge värdefull kompletterande information.

Vad fick dig att börja studera norrsken?

I Japan börjar studenter med självständig forskning under sitt sista kandidatår. Mitt universitet hade fokus på information och kommunikation, men jag var mer intresserad av naturfenomen. Det fanns en professor som forskade om norrsken, så jag valde det området.

Hur har din forskning ändrat din syn på norrsken?

Jag drogs till forskning eftersom jag uppskattar att arbeta med frågor som saknar tydliga svar, och det har inte förändrats.

Till en början såg jag främst norrskensbilder som något vackert. Idag fokuserar jag mer på hur dessa bilder uppstår. I stället för att enbart uppskatta det visuella intrycket ställer jag frågor om vilka fysikaliska processer de representerar och hur mycket som påverkas av hur bilden tas och bearbetas.

Varför valde du IRF?

De optiska kupolerna på campus var en avgörande faktor, eftersom de gör det möjligt att genomföra regelbundna observationer under kontrollerade förhållanden. Min tidigare handledare i Japan hade också kontakter med IRF, så det kändes som ett naturligt val.

Människorna på IRF är vänliga och jag har frihet att fokusera på det jag är intresserad av.

Den samarbetande miljön är viktig – forskning är inte bara beroende av instrument, utan också av diskussion och utbyte av idéer.

Vad motiverar dig i ditt arbete?

Det mest spännande är att hitta en tydlig förklaring till något som ännu inte är fullt förstått. Jag uppskattar också att vara involverad i hela forskningsprocessen, från observation till publicering.

Vilka är de nästa viktiga frågorna inom norrskensforskning som du ser det?

En central utmaning är att förstå hela händelsekedjan: från hur energi förs in i jordens magnetiska miljö till hur den slutligen uttrycks som norrskensljus.

En annan viktig uppgift är att koppla denna kunskap till verkliga effekter. Rymdväder kan påverka infrastruktur, kommunikation och navigationssystem. För att förbättra både förståelse och prognoser behöver vi kombinera observationer, simuleringar och olika typer av data.