Radar newydd i gymryd y mesuriadau 3D cyntaf o Oleuadau’r Gogledd

Llun o aurora borealis mis Mai wedi'i dynnu ychydig y tu allan i Aberystwyth [CREDYD: PRIFYSGOL ABERYSTWYTH].

Bydd radar newydd sy’n cael ei adeiladu yn Sgandinafia yn cael ei defnyddio gan ymchwilwyr ym Mhrifysgol Aberystwyth i gymryd mesuriadau tri dimensiwn cyntaf o Oleuadau’r Gogledd.

Cafodd lluniau dramatig o Oleuadau’r Gogledd (aurora borealis) eu tynnu’n ddiweddar ledled y DU wrth i storm solar sylweddol daro atmosffer y Ddaear.

Mae rhagolygon tywydd y gofod yn rhagweld golygfeydd tebyg yr wythnos hon a dros y misoedd nesaf wrth i'r Haul nesáu at ei gyfnod mwyaf bywiog ei gylchred un mlynedd ar ddeg, yr Uchafbwynt y Solar.

Disgwylir i radar newydd EISCAT_3D sydd wedi ei leoli ar dri safle ar draws Norwy, Sweden a'r Ffindir, gael ei gwblhau yn ddiweddarach eleni.

Bydd Dr Rosie Johnson, academydd yn Adran Ffiseg Prifysgol Aberystwyth sy’n ymchwilio i’r awrora, yn ei ddefnyddio i astudio’r ïonosffer, haenen allanol atmosffer y Ddaear. Gan ddechrau o tua 70 i 90 cilomedr uwchben y Ddaear ac yn ymestyn allan i'r gofod, mae'r ionosffer, ynghyd â maes magnetig y Ddaear, yn amddiffyn y blaned trwy amsugno ac allwyro ymbelydredd niweidiol o'r Haul.

Dywedodd Dr Johnson: “Mae’r ionosffer yn gymhleth ac yn newid yn gyson o ddydd i ddydd oherwydd amrywiadau yn amodau tywydd y gofod. Gall hyd yn oed newidiadau bach yn yr ïonosffer wasgaru tonnau radio o loerennau gan dorri ar draws cyfathrebu a GPS y mae cymdeithas yn gynyddol ddibynnol arnynt. Ein ffocws fydd defnyddio manylder digynsail EISCAT_3D i ddeall y newidiadau ar raddfa fach yn yr ionosffer ac effaith hyn ar systemau technolegol.”

Mae'r aurora yn cael ei ffurfio pan fydd gronynnau wedi'u gwefru o'r Haul, ac sydd wedi eu dal gan faes magnetig y Ddaear, yn llifo i lawr i'r ardaloedd pegynol ac yn taro gronynnau ocsigen yn yr Ionosffer, sydd wedyn yn rhyddhau golau gwyrdd wrth iddynt geisio cael gwared ar y gormodedd egni hwn.

Ychwanegodd Dr Johnson: “Ar lefelau egni is bydd y gronynnau ocsigen yn cynhyrchu golau coch. Mae'r nitrogen yn yr ionosffer yn cynhyrchu golau porffor, a all gyfuno â lliwiau eraill yr aurora i greu pinc ac oren. Yr adweithiau hyn sy’n creu’r hyn a welwn fel y Goleuadau’r Gogledd.”

Yn ôl Dr Johnson, a ymddangosodd yng nghyfres Spectacular Earth y BBC, bydd y lliwiau a welir hefyd yn dibynnu ar ble mae rhywun yn gwylio’r aurora.

“Bydd y rhai a welodd yr aurora yn y DU yn ddiweddar wedi sylwi ar fwy o goch uwch eu pennau, sy'n digwydd yn uchel i fyny yn yr atmosffer. Ymhellach i’r gogledd, byddai’r un aurora wedi ymddangos yn fwy gwyrdd gan fod yr allyriadau gwyrdd yn digwydd yn llawer is yn yr atmosffer.”

Mae ymchwil cyfredol Dr Johnson yn canolbwyntio ar yr aurora ar y blaned Iau, lle mae’r maes magnetig 20,000 gwaith yn gryfach na'r Ddaear ac sydd bum gwaith ymhellach o'r Haul.

Mae hi wedi bod yn astudio effeithiau'r gwynt solar ar atmosffer Iau drwy ddefnyddio Cyfleuster Telesgop Isgoch NASA ar Hawaii.

Hydrogen yw atmosffer Iau yn bennaf ac mae ei maes magnetig hynod o gryf ynghyd â’r modd cyflym y mae’r blaned yn troi a ffynhonnell plasma lleuad folcanig yn golygu mai ei aurora yw'r mwyaf pwerus yng nghysawd yr haul.

Mae ei gwaith yn canolbwyntio ar ddeall sut mae'r gwynt solar a'r aurora ar Iau wedi'u cysylltu, ac a yw'n debyg i'r hyn sy'n digwydd ar y Ddaear.

“Mae’r blaned Iau yn cynnig labordy yn y gofod i ni astudio’r aurora mewn cyd-destun gwahanol. Fel arfer mewn labordy gallwch newid yr arbrawf, ond yn yr achos hwn, mae newid yr arbrawf yn golygu newid planed”, ychwanegodd Dr Johnson.

“Rydyn ni'n gwybod bod y gwynt solar yn effeithio ar awrora'r Ddaear, ond ar Iau, nid yw'n glir sut mae'r gwynt solar a'r awrora wedi'u cysylltu. Nid oes neb wedi setlo ar ateb pendant. Mae awrorae yn bodoli ar draws cysawd yr haul ac wedi'u gweld ar Gwener, Mawrth, Sadwrn, ac Wranws. Bydd y gwaith hwn yn ein helpu i ddeall y cysylltiad rhwng yr Haul a'r planedau ac a yw'r hyn sy'n digwydd ar blaned Iau yn debyg i'r Ddaear. Gobeithio y bydd hefyd yn ein helpu i ddeall ein planed ein hunain yn well.”

Mae astudiaeth Dr Johnson sy’n defnyddio arae radar EISCAT_3D yn cael ei ariannu gan Gyngor Ymchwil yr Amgylchedd Naturiol UKRI.

EISCAT, yr Haul ac Aberystwyth

Ers ei sefydlu ym 1975, mae cyfleuster radar rhyngwladol EISCAT (European Incoherent SCATter) wedi bod yn ganolog i ymchwil yn yr Adran Ffiseg, Prifysgol Aberystwyth. Caiff ei defnyddio i astudio'r awyrgylch ïoneiddiedig lledred uchel a phrosesau tywydd y gofod.

Dechreuodd cyfranogiad Aberystwyth yn ei dyddiau cynnar. Gwasanaethodd Syr Granville Beynon FRS (1914-1996) fel Cadeirydd Cyngor EISCAT, a chafodd yr Athro Phil Williams (1939-2003) ei secondio fel Cyfarwyddwr Gwyddonol EISCAT ar ddechrau'r 1980au. Yn wreiddiol roedd  yn cynnwys system radar ar y tir mawr yng ngogledd Sgandinafia.

Yn ddiweddarach gosodwyd yr ESR (radar EISCAT Svalbard) ar Svalbard, yn nes at begwn y gogledd. Defnyddiodd nifer o aelodau staff a myfyrwyr ymchwil yr Adran y systemau i astudio’r ïonosffer awroral a phegynol a’i strwythur afreolaidd, ac i ymchwilio i’r gwynt solar a’i effeithiau ar ein hamgylchedd gofod agos (Dr Andy Breen, Yr Athro Len Kersley, yr Athro Eleri Pryse a'r Athro Phil Williams). Roedd yr arsylwadau yn aml yn cael eu cydgysylltu ag offerynnau eraill mewn astudiaethau cydweithredol rhyngwladol.

Mae myfyrwyr israddedig Aberystwyth wedi cael profiad o radar ESR yn ystod cyfleoedd lleoliad yn UNIS (Canolfan y Brifysgol yn Svalbard). Mae’r cyfleuster radar rhyngwladol yn parhau i ddatblygu gyda system arae fesul cam EISCAT 3D, ac mae Prifysgol Aberystwyth yn cymryd rhan trwy brosiect cydweithredol UK FINESSE a ariennir gan NERC.

Yn 2007 cynhyrchodd Dr Andy Breen a’i gydweithwyr y ddelwedd 3D gyntaf yn y byd o’r Haul o ddata a gasglwyd gan daith Stereo NASA.

Rhannu