Aurora: Wie entstehen Polarlichter?
Fahl leuchtende Schlieren, die den Nachthimmel in geisterhaftes Licht tauchen – Polarlichter kann man vor allem in den Regionen um Nord- und Südpol bestaunen. Wo und wann sind sie am besten zu sehen? Was bringt den Himmel zum Leuchten?
Aurora borealis in Michigan, USA.
©iStockphoto.com/Constance McGuire
Beste Reisezeit
Um Polarlichter zu sehen, sollten Sie sich warm anziehen. Das Phänomen ist nicht nur bevorzugt im so genannten Polarlichtoval, also in etwa innerhalb der Polarkreise, zu sehen. Da dort im Sommer die Mitternachtsonne oder Mitternachtsdämmerung den Nachthimmel erhellt, sollte man die Reise außerdem nicht zur wärmeren Jahreszeit antreten. Die größte Aktivität ist statistisch in den Monaten September-Oktober und März-April zu erwarten.
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Wo kann man Polarlichter sehen?
Nordlichter (Aurora borealis) sind am besten in nördlichen Gegenden von Skandinavien, Schottland, Island, Grönland, Kanada, Alaska und Sibirien zu sehen.
Südlichter (Aurora australis) können in der Antarktis sowie in südlichen Regionen von Chile, Argentinien, Neuseeland und Australien beobachtet werden.
Während eines geomagnetischen Sturms können Polarlichter auch außerhalb der Polarregionen auftreten, zum Beispiel in Deutschland und anderen Ländern Mitteleuropas.
Wie sehen Polarlichter aus?
Polarlichter können viele verschiedene Farben und Formen annehmen. Oft erscheinen sie grün, aber sie können auch rot, rosa, blau oder violett sein.
Die Farbe hängt vor allem von der Höhe ab, in der das Phänomen entsteht. Grüne Lichter werden durch Sauerstoffatome in 80 bis 150 Kilometern Höhe hervorgerufen. In größeren Höhen hat die Erdatmosphäre eine andere Zusammensetzung. Bei 150 bis 600 Kilometern färben Stickstoffatome den Himmel deshalb eher rot oder blau.
Die Formen der Polarlichter teilt die Wissenschaft in vier Kategorien ein:
- Ringförmige Strahlen (Korona): Wenn das Phänomen direkt über dem Beobachter steht, erscheinen die Strahlen kranzförmig.
- Vorhänge: Vertikale Strahlen, die wie ein Vorhang wirken und oft hin und her schwingen.
- Ruhige Bögen: Spannen sich meist am frühen Abend über weite Teile des Himmels und bewegen sich kaum.
- Bänder: Bögen, die z.B. nach größeren Eruptionen auf der Sonnenoberfläche Wellen und Falten entwickeln und vertikale Lichtstrahlen aufweisen; bewegen sich schneller über den Himmel.
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Wie entstehen Polarlichter?
Die geladenen Teilchen des Sonnenwindes lösen die Polarlichter aus.
Die Leuchterscheinung wird durch elektrisch geladene Teilchen verursacht, die auf die Erdatmosphäre treffen.
Sonnenwind und Weltraumwetter
Die Sonne stößt fortlaufend elektrisch geladene Teilchen – z.B. Elektronen und Protonen – in den Weltraum aus. Dieser Teilchenstrom wird Sonnenwind genannt und ist Teil des Weltraumwetters. Die Partikel haben sehr hohe Geschwindigkeiten.
Die Erde: Ein gigantischer Magnet
Die Erde ist umgeben von einem Magnetfeld, das uns gegen die eintreffenden Sonnenpartikel und andere potenziell schädliche Strahlung aus dem All abschirmt. Seine Form verändert sich ständig, je nach Beschaffenheit des Sonnenwindes. Die Region, in der das Magnetfeld über den Sonnenwind dominiert, wird Magnetosphäre genannt.
Ionisierung und Rekombination
Während die Magnetosphäre die meisten Teilchen um die Erde lenkt, treffen einige davon auf die oberen Schichten der Erdatmosphäre. Dabei ionisieren sie Sauerstoff- und Stickstoffatome. Beim Umkehrprozess (Rekombination) entsteht Licht.
Ein ähnlicher Vorgang bringt übrigens auch Sternschnuppen zum Leuchten.
Magnetfeld durchlässiger in der Polarregionen
Da die Feldlinien des Magnetfeldes nur in den Polarregionen die Erdatmosphäre durchdringen, gelangen dort besonders viele Sonnenpartikel in die oberen Luftschichten. Deswegen treten Aurora borealis und Aurora australis im Normalfall nur um die Pole herum auf.