Lyn på exoplaneter: Der er fordele ved at lære fysik uden for solsystemet  

Uanset om lynet slår ned i en dansk trætop eller ned i en vulkan på Venus, så er der tale om det samme fysiske fænomen skabt af en spændingsforskel i atmosfæren.  

Når elever skal lære om lyn, er der altså ingen grund til at blive på terra firma. Faktisk kan man med fordel kigge langt uden for vores solsystem, mener Oriel Marshall, ph.d.-studerende på Institut for Naturfagenes Didaktik og Antwerpen Universitet. 

"Exoplaneter er mærkelige, og vi ved ikke meget om dem,” fortæller hun.  

“De giver os en fribillet til at fantasere. Du kan forestille dig en hvilken som helst planet og med rimelighed sige, at den eksisterer derude et sted. På den måde giver exoplaneter adgang til en kæmpe bunke af minieksperimenter.” 

Astrofysikkens frontforskning

Som en del af forskerholdet CHAMELEON, der kigger på den kemiske sammensætning af exoplaneters atmosfære, arbejder Oriel Marshall på at bringe denne del af astrofysikkens frontforskning ind i klasselokalet. Og her er lyn et godt bindeled til gymnasiernes læreplaner.  

“Vi ser lyn flere steder solsystemet. Vi ved, det sker på Saturn, Venus, Jupiter og Uranus. Vi tror, at det også sker på planeter uden for solsystemet - for hvorfor skulle det ikke det? Vi kan ikke se det, men vi kan modellere det,” siger Oriel Marshall. 

Sammenlignet med de bunker af data vi har på vores nærmeste planetariske naboer, så er vores modeller om exoplaneter meget simple, forklarer hun. 

“På den måde kan elever arbejde med exoplaneten på en mere simpel måde, men stadig forholde sig til, at det er et fysisk sted, der eksisterer. Det er så tæt på et ægte sted, som vores viden kan bringe os. Når eleverne tager deres fysiske forståelse tilbage til jorden, så kan de bedre forstå, at det er de samme fysiske love, der gælder.” 

At undersøge lyn 

For at lære elever om lyn på exoplaneter, skal de først lære, hvordan lyn virker. Til det formål har Oriel Marshall udviklet en lektion, hvor elever arbejder undersøgende med fænomener som statisk elektricitet.  

I denne lektion har eleverne travlt med at forstå lyn og de nye fysik-koncepter, der følger med. For at binde den viden til exoplaneter følger Oriel Marshall op med endnu en lektion.  

“Fra den første lektion skal eleverne lære, at der skal særlige forhold til, hvis der skal slå et lyn ned - du har brug for en halvledende atmosfære, ladede partikler, og så videre. Og i anden lektion kan de bruge den viden de har og se, om der så ville komme lynnedslag på planeter vi ikke kender,” fortæller Oriel Marshall.  

Model over ægte exoplanet 

Sammen med ph.d.-studerende Pieter Steyaert har Oriel Marshall udviklet et interaktivt, online dashboard baseret på data fra forskning i exoplaneter.  

“Den digitale platform giver elever mulighed for at udforske en exoplanet gennem ægte astrofysik data. Ideen er, at eleven kan se på en klimamodel over planeten med vindhastighed, temperatur. Her kan de undersøge de elektriske felter forskellige steder på planeten og vurdere, hvor der med høj sandsynlighed ville slå lyn ned.” 

I første omgang kan eleverne undersøge to planeter – en fiktiv jord-lignende planet, der er fuldkommen dækket af vand, og en model af en ægte exoplanet, som er låst til sin stjerne og derfor har en permanent natside og en permanent dagside.  

“Det giver også nogle interessante konsekvenser for forekomsten af lyn,” bemærker Oriel Marshall.  

“I modsætning til alene at se på lyn på Jorden, så giver det her elever mulighed for at bruge deres viden om lyn i en ny og anderledes sammenhæng, men i en kontekst, der stadig er ægte. Og på den måde lærer de at bruge deres nye viden i flere forskellige situationer.”