Norrsken börjar inte i den kalla vinterluften ovanför oss. Händelsekedjan börjar omkring 150 miljoner kilometer bort, vid solen. Energi från solvinden når jordens magnetfält, elektroner leds mot polarområdena och krockar med syre och kväve högt upp i atmosfären. När partiklarna där gör sig av med den extra energin sänds ljus ut – och himlen kan färgas grön, röd, rosa eller violett.

Intresset för fenomenet är ständigt stort i Sverige, inte minst i norr. Hösten 2026 uppmärksammade Rymdstyrelsen och Institutet för rymdfysik norrskenet genom satsningen ”Norrsken över Norrbotten”. Men vad är det egentligen som händer ovanför oss när ljuset börjar röra sig över himlen?

Så bildas norrsken – det korta svaret

Norrsken uppstår när energi från solen påverkar jordens magnetosfär. Elektroner accelereras och leds längs jordens magnetfält mot de övre delarna av atmosfären nära polarområdena.

Där kolliderar elektronerna med framför allt syreatomer och kvävemolekyler. Kollisionerna tillför energi till atomerna och molekylerna. När de sedan återgår till ett lägre energitillstånd avger de energi i form av ljus.

Vilken färg vi ser beror bland annat på:

• vilket ämne som avger ljuset
• på vilken höjd det sker
• hur energirika elektronerna är
• hur tät atmosfären är på den aktuella höjden

Det är alltså inte solen som direkt ”lyser upp” atmosfären. Solen driver en betydligt längre kedja där jordens magnetfält spelar en avgörande roll.

Allt börjar vid solen

Solen skickar hela tiden ut solvind, ett flöde av elektriskt laddade partiklar som rör sig genom solsystemet.

Solvinden finns även när solen verkar lugn. Men aktiviteten varierar. Ibland uppstår koronahål som kan ge snabbare solvind. Vid kraftigare solutbrott kan solen också kasta ut stora mängder plasma och magnetfält genom så kallade koronamassutkastningar, ofta förkortade CME efter engelskans coronal mass ejection.

Om en sådan störning riktas mot jorden kan den nå fram efter ungefär ett till flera dygn.

Det betyder inte automatiskt att vi får ett spektakulärt norrsken. Hur stark effekten blir beror också på magnetfältet som följer med solvinden och hur detta är orienterat när det möter jordens eget magnetfält.

Jordens magnetfält fångar upp energin

Jorden omges av magnetosfären, det område där jordens magnetfält dominerar.

På den sida av jorden som vetter mot solen pressas magnetosfären ihop av solvinden. På nattsidan dras magnetfältet i stället ut till en lång struktur som brukar kallas magnetsvansen.

Det är lätt att föreställa sig jordens magnetfält som en sköld som helt stoppar partiklar från solen. Så enkelt fungerar det inte. Magnetosfären kan ta emot stora mängder energi från solvinden.

Särskilt viktig är riktningen på solvindens magnetfält. När dess nord–sydliga komponent, ofta kallad Bz, pekar söderut kan den koppla effektivare till jordens nordriktade magnetfält.

Då kan betydligt mer energi överföras till magnetosfären.

Energi kan lagras i den utdragna magnetsvansen och senare frigöras. Elektroner accelereras och leds längs jordens magnetfältslinjer ner mot polarområdena.

Det är här processen börjar bli synlig för oss.

Elektroner kolliderar med atmosfären

Norrskenet befinner sig mycket högre än vanliga vädermoln.

Det synliga ljuset bildas huvudsakligen ungefär 80–500 kilometer över jordytan, även om olika delar av norrskenet uppstår på olika höjder.

När energirika elektroner når dessa delar av atmosfären kolliderar de med framför allt:

• atomärt syre
• molekylärt kväve
• joniserat kväve

Vid en kollision kan en atom eller molekyl ta upp energi och hamna i ett så kallat exciterat tillstånd.

Det tillståndet är inte stabilt. När partikeln återgår till ett lägre energitillstånd måste den göra sig av med överskottsenergin.

Den skickas ut som en foton – alltså ljus.

Miljontals och åter miljontals sådana händelser tillsammans skapar det norrsken vi kan se från marken.

En användbar förenkling är därför:

Solen levererar energin, magnetosfären tar emot och omfördelar den, jordens magnetfält leder elektronerna och atmosfären omvandlar energin till synligt ljus.

Varför är norrsken oftast grönt?

Grönt är den färg de flesta förknippar med norrsken, och det finns en fysikalisk anledning.

Den vanliga gröna färgen kommer framför allt från atomärt syre på ungefär 100–200 kilometers höjd. En viktig emissionslinje ligger vid cirka 557,7 nanometer, mitt i det område som våra ögon uppfattar som grönt.

Syre kan emellertid avge andra färger under andra förhållanden.

Färg	Vad som främst orsakar den
Grön	Atomärt syre, ofta omkring 100–200 km upp
Röd	Atomärt syre högre upp, ofta över 200 km
Blå/violett	Framför allt kväve på lägre höjd
Rosa/lila	Blandning av kväveemissioner och andra färger
Gul/vitaktig	Flera färger som överlappar varandra

Höjderna är ungefärliga. Atmosfären består inte av skarpa lager där en färg plötsligt upphör och en annan börjar.

Därför kan toppen vara röd och nederkanten lila

Höjden påverkar inte bara vilka ämnen som finns tillgängliga utan också hur tätt partiklarna sitter.

Den röda färgen från syre är ett bra exempel.

Ett syreatomtillstånd som kan ge rött ljus har relativt lång livslängd. Det kan dröja länge på atomskala innan fotonen sänds ut. Högt upp är atmosfären så tunn att syreatomen ofta hinner avge sitt röda ljus ostört.

Längre ner sker kollisioner mycket oftare. Atomen kan då förlora energin på annat sätt innan den hinner sända ut den röda fotonen.

Därför är den röda emissionen vanligare högre upp.

Grönt syreljus kommer från ett betydligt kortare levande exciterat tillstånd och kan därför produceras längre ner i atmosfären.

Ännu längre ner kan kväve bidra med blå och violetta färger.

Resultatet kan bli ett norrskensdraperi med rött längst upp, starkt grönt i mitten och en rosa eller violett kant längst ner.

Varför ser kameran mer färg än ögat?

Den som fotograferar norrsken kan märka något märkligt: mobilen visar ett kraftigt grönt norrsken trots att himlen för blotta ögat såg nästan grå ut.

Det är fullt möjligt.

Människans mörkerseende är mycket bra på att upptäcka svagt ljus men betydligt sämre på att urskilja färger under mörka förhållanden. En modern kameras bildsensor kan samla in ljus under längre tid och registrera färger som ögat har svårt att uppfatta.

Ett svagt norrsken kan därför se gråvitt eller mycket blekgrönt ut i verkligheten men få tydliga gröna, röda och violetta toner på bild.

Ju starkare norrskenet blir, desto lättare blir färgerna normalt att se även utan kamera.

Varför rör sig norrskenet?

Norrsken är inte ett självlysande moln som blåser omkring med vinden.

Former som bågar, band, strålar och draperier visar var elektroner vid just den tidpunkten kommer ner i atmosfären och avger sin energi.

Magnetosfären är dynamisk. När elektriska strömmar, magnetfält och partikelströmmar förändras ändras också området där elektronerna når atmosfären.

Därför kan ett lugnt grönt band på kort tid börja:

• veckas
• pulsera
• ljusna
• dela sig
• röra sig över himlen
• bilda smala vertikala strålar

Vid en magnetisk substorm kan energi som lagrats i magnetsvansen frigöras relativt snabbt. Då kan ett stillsamt norrsken plötsligt bli betydligt mer intensivt och börja förändras sekund för sekund.

De vertikala strålarna följer i stora drag riktningen hos jordens magnetfält.

Om man står på rätt plats och tittar nästan rakt längs dessa magnetfältslinjer kan strålarna verka mötas i en punkt ovanför betraktaren. Fenomenet brukar kallas norrskenskorona och kan ge intrycket av att hela himlen exploderar i strålar.

Varför är norrsken vanligare i norra Sverige?

Norrsken förekommer framför allt inom en ring runt den magnetiska nordpolen som kallas norrskensovalen.

Norra Skandinavien ligger gynnsamt till i förhållande till denna oval. Det är en viktig anledning till att norrsken är vardagligare i exempelvis Norrbotten än i Skåne.

Ovalen är inte statisk.

När geomagnetisk aktivitet ökar kan den expandera söderut. Det är därför kraftiga rymdväderhändelser ibland gör att norrsken kan observeras långt ner i Sverige och i extrema fall betydligt längre söderut i Europa.

Den som vill veta mer om de praktiska förutsättningarna kan läsa Hurbra:s guide om norrsken i Sverige.

Kraftiga geomagnetiska stormar kan flytta norrskenet söderut

Vid större solutbrott kan mycket energi överföras till jordens magnetosfär och orsaka en geomagnetisk storm.

Ett vanligt mått på global geomagnetisk aktivitet är Kp-index, som går från 0 till 9.

Ett högre Kp-värde innebär generellt större geomagnetisk aktivitet och en möjlighet för norrskensovalen att sträcka sig längre från polarområdet.

Men Kp är lätt att använda fel.

Ett visst Kp-värde betyder inte att norrsken garanterat syns från en viss ort. Indexet är ett globalt och relativt grovt mått. Den lokala situationen kan variera, och norrsken kan förändras snabbt genom substormar och andra processer.

Dessutom spelar förstås moln, ljusföroreningar och mörker stor roll för vad en observatör faktiskt kan se.

Kyla skapar inte norrsken

Norrsken förknippas starkt med kalla vinterkvällar, men kylan har ingen avgörande roll i själva processen.

Norrsken kan uppstå oavsett om det är 20 minusgrader eller flera plusgrader nere på marken.

Att fenomenet ofta ses under kalla svenska nätter beror framför allt på att vinterhalvåret ger långa perioder av mörker.

Mörkret skapar alltså inte norrskenet. Det gör bara ljuset möjligt att se.

Samma sak gäller klart väder.

Norrskenet ligger långt ovanför de moln som hör till vårt vanliga väder. Ett tjockt molntäcke påverkar inte det som händer hundratals kilometer upp – men det hindrar oss från att se det.

En klar oktobernatt med plusgrader kan därför vara mycket bättre för norrskensspaning än en iskall januaridag med heltäckande moln.

Under den ljusa sommaren kan de fysikaliska processerna bakom norrsken fortfarande pågå i norr, samtidigt som himlen är för ljus för att fenomenet ska kunna ses ordentligt från marken.

Hur görs en norrskensprognos?

En norrskensprognos är egentligen flera olika prognoser ovanpå varandra.

Först observeras solen.

Forskare och rymdvädercenter letar bland annat efter koronahål, solutbrott och koronamassutkastningar som kan vara riktade mot jorden.

Om en CME lämnar solen kan modeller användas för att uppskatta:

• om den kommer att träffa jorden
• ungefär när den når fram
• hur snabbt den färdas
• hur kraftig störningen kan bli

Det kan ge flera dygns förvarning.

När solvinden närmar sig jorden blir prognoserna bättre.

Rymdfarkoster mäter solvinden vid Lagrangepunkten L1, omkring 1,5 miljoner kilometer framför jorden i riktning mot solen. Där kan bland annat solvindens hastighet, densitet och magnetfält mätas innan materialet når jordens magnetosfär.

Beroende på solvindens fart ger detta ofta omkring en halvtimme till drygt en timmes extra förvarning.

Dessa data används sedan i modeller som uppskattar var norrskenet kan bli aktivt.

Varför är norrskensprognoser så osäkra?

På flera dygns sikt finns en grundläggande svårighet: ett solutbrott är inte en stel projektil med exakt känd hastighet och riktning.

En CME kan förändras på vägen från solen till jorden. Den kan deformeras och påverkas av den omgivande solvinden.

Dessutom är det inte bara farten som avgör hur stark effekten på jorden blir.

Riktningen på magnetfältet inne i solvinden är mycket viktig. En snabb CME kan ge mindre effekt än väntat om magnetfältet är ogynnsamt orienterat, medan en mer gynnsam långvarig sydlig Bz-komponent kan göra att mycket energi överförs till magnetosfären.

Problemet är att denna avgörande egenskap ofta inte kan mätas ordentligt förrän störningen har nått mätinstrument nära jorden.

Därför kan prognosen förändras kraftigt när det bara återstår någon timme.

Sedan återstår ytterligare osäkerheter: norrskensovalen kan förändras snabbt, lokala substormar kan starta och sluta, och den som står på marken måste samtidigt ha mörker och tillräckligt fri himmel.

Det är därför en prognos som talar om ”god chans till norrsken” aldrig är samma sak som en garanti.

Solen kan alltså vara aktiv även när himlen är tom

Norrsken är slutpunkten på en kedja som sträcker sig hela vägen från solen till jordens övre atmosfär.

Ett solutbrott kan skicka energi mot jorden. Magnetosfären kan lagra och omfördela energin. Elektroner kan accelereras ner mot polarområdena. Syre och kväve kan börja sända ut ljus.

Men för den som står på marken krävs dessutom rätt geografiskt läge, mörker och fri sikt.

Det förklarar varför två till synes likadana kvällar kan bli helt olika: ena kvällen händer nästan ingenting, medan nästa plötsligt fylls av gröna bågar, röda toppar och violetta stråk som rör sig över himlen.

För den som vill gå djupare i fysiken har Institutet för rymdfysik en kunskapsbank om norrsken med mer om bland annat solvinden, magnetosfären och magnetiska substormar.