Norrsken Avståndsbestämning - Peter Rosén

[Peter R]

Ny bild i galleriet
Objekt: Norrsken Avståndsbestämning
Exponering:
Fotograf: Peter Rosén
Teleskop: 8-15/4 Fisheye
Kamera: Canon Eos 5DMkII
Kommentar: På väg ut till Väddö den 13 september hade jag telefonkontakt med Christoffer Svenske och Bengt Silfverling för att se om det skulle gå att samordna våra fotograferingar.
Med Christoffer utanför Uppsala och Bengt i närheten av Västerås så skulle vi, med lite tur, kunna triangulera fram höjden och positionen för gemensamma stråk i norrskenet.
Bengt hade tyvärr dimma men Christoffer och jag fick till några hundra bilder totalt.
Avståndet mellan oss var 85 km så det var ingen lätt match att känna igen formationerna men till slut hittade jag ett bildpar, tagna i stort sett samtidigt från våra respektive platser med några distinkta stråk.
Med hjälp av Paul Schlyters online-kalkylator, http://stjarnhimlen.se/calc/metnlcalt.html , har jag räknat ut höjd och position för ett stråk samt för en diffus formation som jag misstänkte låg mycket närmare på grund av den visuella parallaxen.
Mätpunkterna och höjden är angivna på bakgrundskartan (egentillverkad simulering av en vy från ISS).
Positionerna för respektive punkt är inlagd på kartan till vänster.
Christoffers position är angiven med en blå punkt och min med en röd.
Den lilla satellitbilden till vänster är enbart en simulering.

/*Peter R


Klicka for att se stor version av bilden

[tortap]

Fint resultat. Kul att det går att triangulera norrsken

[Robert]

Fint sätt att visualisera höjden på och kul astt ni lyckades med att få till höjden med erat samarbete.

[Lazze]

Intressant och åskådligt.

Det är ju inte så stor skillnad i vinkel mellan din och Christoffers position till norrskenet.
Har ni någon känsla för hur stor felmarginalen kan bli i en sån här positionsmätning?

/Lasse

[Peter R]

Ja det är kul med projekt som bara kan lyckas om man är flera som samarbetar.
Och det kräver både att klockorna är rätt ställda och vad jag har förstått mer och mer nu i efterhand, ett stort mått av tur.
Av Christoffers 113 bilder och mina 130, hittade jag endast ett bildpar som tydligt visade samma strukturer och stråk och där det bara skilde 3 sek mellan bilderna så det gick att göra tillförlitliga beräkningar.
I övrigt ligger vi i lä för Carl Størmer som gjorde 12.000 mätningar på fotografier tagna från olika stationer i början av 1900-talet och de gjorde säkert alla nogranna beräkningar för hand.
Det var annars ett ganska snarlikt förfarande eftersom de också hade telefonkontakt mellan observationsposterna.

/*Peter R

[Peter R]

Det är ju inte så stor skillnad i vinkel mellan din och Christoffers position till norrskenet.
Har ni någon känsla för hur stor felmarginalen kan bli i en sån här positionsmätning?

Störst precision hade vi fått om vi hade varit placerade på en linje vinkelrätt mot observationsriktningen. Därför hade det varit extra intressant om Bengt Silfverling inte hade haft dimma för då hade vi kunnat jämföra resultaten 2 och 2 och kontrollerat om de 3 uträkningarna var samstämmiga. Nu hade vi inte den turen men det stora avståndet på 85 km mellan Christoffer och mig ger ändå en bred bas för trianguleringen vilket borde bidra till en ganska hög tillförlitlighet.
Ett annat mått är "Noggranheten" som Pauls kalkylator också genererar och som är på 4 respektive 7 km för stråket som ligger mer än 400 km bort från min obsplats, och som väntat något sämre värden för det diffusa gröna molnet som låg närmare oss.

Koord_Punkt-02M.jpg (147.63 KiB) Viewed 5700 times

Jag har tidigare gjort mätningar på en perseid, asteroiden 2012 DA14, båda i stort sett punktformiga, NLC som kan anses vara ett 2-dimensionellt plan och nu norrsken med en 3-dimensionnel utbredning.

/*Peter R

[stoffe]

Tack Peter för samarbetet, det här var riktigt kul att kunna bidra med data till ett ambitiöst och bra genomfört projekt och inte var det sista gången heller Snyggt presenterat! Nästa gång hoppas jag på att vi är fler observatörer.

Intressant att de nedersta punkterna ligger i nedersta delarna av termosfären, undrar om norrsken någon gång kan gå så lågt som till stratosfären eller till och med ner till atmosfären? Vi får göra fler mätningar av kraftiga norrsken och vad resultaten kan ges.

Här är en intressant blid som visar hur högt upp norrskenet ligger och som är lätt att relatera till.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... osfeer.png

[Peter R]

Hej Christoffer,
ja det var verkligen spännande att vi lyckades få fram ett resultat med våra bilder även om det tog sin tid och jag hoppas att vi får flera tillfällen framöver.

Jag har sökt historiska referenser till höjdmätningar och hittade en avhandling från 1733 skriven av en fransk matematiker, astronom och vetenskapsman, Jean-Jacques Dortous de Mairan som heter "Traité physique et historique de l’aurore boréale" (ungefär: Naturvetenskaplig och historisk avhandling av norrsken).
I det tredje kapitlet i andra utgåvan från 1752 ger han sig på att uppskatta höjden på norrskenet synlig den 19 oktober 1726 till åtminstone 70 lieues ovanför jordytan. Detta gamla mått är ungefär 4 km vilket ger 280 km höjd. Samtidigt menar han att det troligtvis kan sträcka sig betydligt högre och ligger säkert högre än "vanliga meteorer" vilket i dåtidens språkbruk troligtvis även kan innefatta andra fenomen så som zodiakalljus osv.
Utifrån flera rapporter om norrskenet från den 12 september 1621 som var synligt från många platser i södra europa och ända ner till Aleppo i Syrien, norrskenet från den 17 mars 1716 samt 19 oktober 1726 ger han sig i kast att triangulera fram höjden och kommer fram till ett lägsta mått på 230 km men menar att det kan sträcka sig upp till mer än 800 km.
Det är intressant att notera att dessa historiska observationer är från före och efter Maunders minima (ca 1645 - 1715 ).

I början av 1900-talet kom Carl Størmer fram till att den vanliga höjden är mellan 90 - 150 km men att de kan sträcka sig upp till mer än 1.000 km.

/*Peter R

[Hans Bengtsson]

Jättebra jobb!

Detta med de Mairan är intressant. Jag kände till hans namn från astronomin, han upptäckte M43 i Orion, men visste inte att han hade höjdbestämt norrsken. Det brukar annars vara den verkligt excentriske engelske fysikern Cavendish som fått äran av att vara först - men det var inte förrän mot slutet av 1700-talet.

M v h
Hans Bengtsson

[Peter R]

Hej Hans,
tack för den informationen!
Konstigt nog har jag inte stött på Henry Cavendish under mina efterforskningar.
Till hans fördel är hans höjdmätningar på 90 - 130 km mera i linje med vad vi känner till idag.
Jag är verkligen imponerad av den precision de kunde uppnå på 1700-talet, utan dagens möjlighet att synkronisera observationerna och det från breddgrader där norrsken trotts allt är relativt sällsynta fenomen.

/*Peter R