Kristian Birkeland

Kristian Birkeland blei cand.real. i 1890. Han var lærar ved Aars og Voss skule, og deretter universitetsstipendiat i 1893. Han hadde eit studieopphald i Paris hos Henri Poincaré og Paul Émile Appell, i Genève hos Edouard Sarasin og Lucien de la Rive, ei kort tid hos Heinrich Rudolf Hertz i Bonn og til slutt i Leipzig. Han blei utnemnd til professor i fysikk ved Universitetet i Oslo i 1898, då han berre var 31 år gammal.

Allereie med sitt første vitskaplege arbeid, eit studium av elektromagnetiske bølgjer som førte til ei generell løysing av Maxwells likningar (1895), vekte Birkeland oppsikt.

Etter oppdaginga av katodestrålane blei han sterkt interessert i den eksperimentelle sida av dette nye forskingsområdet. Studiar av katodestrålar si åtferd i eit magnetfelt var bakgrunnen for den nordlysteorien Birkeland lanserte i 1896. Han hevdar her at nordlyset kjem av katodestrålar som blir sende ut frå Sola. Desse blir trekte inn mot dei magnetiske polane, der dei får atmosfæregassen til å lyse. For å bevise dette sette han i gang ei undersøking av solflekkane.

Birkeland utførte ei rekkje laboratorieeksperiment og organiserte ekspedisjonar for å studere nordlyset og samanhengen mellom dette og forstyrringar av magnetfeltet til Jorda. Laboratorieeksperimenta hans var svært avanserte for si tid. I store utladingskar plasserte han ei lita magnetisert kule, ein terrella (lita jord), som han bestrålte med katodestrålar. Dette forårsaka lysfenomen som i framferd og plassering på kula likna nordlys. Han kunne òg la kula sjølv sende ut katodestrålar, og fekk fram effektar som likna på andre kosmiske fenomen, som Saturn sine ringar, zodiakallyset, spiraltåker og så bortetter.

Under dei tre nordlysekspedisjonane sine (1897, 1899–1900 og 1902–1903) oppretta han også fire observatorier. Den mest kjende av desse er stasjonen på fjellet Halde (Lille Halde / Sukkertoppen) i Kåfjord ved Alta. Denne stasjonen blei seinare utvida og var i permanent drift fram til 1926.

Hovudresultata frå Birkelands undersøkingar, både feltmålingane og laboratorieeksperimenta, er beskrivne i det store hovudverket hans The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903 (første del trykt i 1908, andre del i 1913). Her utvida og underbygde han nordlysteorien sin frå 1896. Basert på kjennskap til katodestrålane sin elektriske natur lanserte han òg ideen om eit system av elektriske straumar i den øvre atmosfæren. Straumane kunne forklare dei magnetiske forstyrringane som opptrer saman med nordlys. Dette straumsystemet bestod av sterke horisontale straumar i nordlysområda (elektrojet) som blir knytt til det nære verdsrommet ved straumar som går langs magnetfeltet til Jorda. Desse siste blei først eksperimentelt påviste ved satellittmålingar i slutten av 1960-åra, og blir no kalla birkelandstraumar.

Birkeland var uhyre rik på idear. Ein tilfeldig observasjon leidde han til å konstruere den elektromagnetiske kanonen sin, og eit uhell ved ein demonstrasjon av denne førte til oppdaginga av det magnetiske vekselfeltet si evne til å spreie ut ein elektrisk lysboge til ei flammeskive. Denne oppdaginga utnytta han saman med Sam Eyde til oksidasjon av nitrogenet i lufta for å framstille salpetersyre og kalksalpeter. Metoden beskreiv han i Transactions of the Faraday Society (1906). (Sjå Birkeland-Eydes metode.) Den første omnen til denne prosessen var på 4 kilowatt, og dei første anlegga i det store (30 000 kilowatt) blei sette i gang på Notodden i 1907 (Norsk Hydro).

Birkeland vende seg deretter igjen til nordlysarbeida og dei kosmisk-fysiske arbeida sine. For å studere zodiakallyset, og av helsegrunnar, oppheldt han seg i Egypt dei siste leveåra. På eigedommen sin i Helouan ved Kairo bygde han observatorium og laboratorium, der han arbeidde inntil han sumaren 1917 ville reise heim. På heimreisa, som gjekk via Japan, døydde han i Tokyo.

I 1966 blei det gitt ut eit minnefrimerke med Birkelands portrett, og på 200-kronesetelen som kom i omløp i 1994, er han portrettert, i tillegg til at terrellaen hans og nordlysovalen er avbilda.

• Kristian Birkeland i Norsk biografisk leksikon

• Titan.uio.no: Kristian Birkeland: Verdens første romforsker

• Egeland, Alv: Kr. Birkeland : mennesket og forskeren, 1994
• Jago, Lucy: Nordlysets gåte : beretningen om Kristian Birkeland, 2002, isbn 82-05-30071-2