Wie entstehen Polarlichter?

Prof. Dr. Klaus Hinsch antwortete

"Polarlichter entflammen den Himmel" so eine Schlagzeile aus der NWZ im Oktober 2003. Am Nachthimmel wurden damals in Oldenburg eher ungewöhnliche Farbenspiele beobachtet. Zeitweilig war der Himmel tief rot oder wurde von schleierartigen leuchtenden Bändern überzogen. Wie der Name schon andeutet, ist diese Himmelserscheinung eher typisch für die Polarregionen der Erde. In unseren Breiten wird Polarlicht viel seltener beobachtet. Worum handelt es sich?

Ursache des Polarlichtes sind von der Sonne ausgestoßene Teilchen (meist Elektronen und Protonen), die als "Sonnenwind" bezeichnet werden. Wegen ihrer elektrischen Ladung können die Teilchen die Erde nicht auf direktem Weg erreichen. Sie "verbeulen" das Magnetfeld der Erde und sammeln sich in bestimmten Gegenden im "Windschatten" an, dem sog. Magnetosphärenschweif.
Von dort können sie unter günstigen Bedingungen in die Atmosphäre gelangen, und zwar in der Nähe der magnetischen Pole der Erde.

In Atmosphärenschichten bei 100 km oder mehr über der Erdoberfläche stoßen die Teilchen des Sonnenwindes gegen die dort in sehr geringer Konzentration noch vorhandenen Luftmoleküle. Nun erfolgt ein Prozess, wie er ähnlich in Leuchtstoffröhren abläuft. Schnelle Teilchen regen die Moleküle zur Aussendung von Fluoreszenzlicht an, dessen Farbe für die jeweilige Molekülsorte typisch ist. Sauerstoff liefert Grün und Rot, Stickstoff ist für blau-violette Farben verantwortlich.

Aufregend am Polarlicht ist sein wechselhafter Charakter, der von den Fluktuationen des Sonnenwindes bestimmt wird. Anders als das Licht der Sonne, das die Erde dauerhaft und gleichmäßig erreicht, wird der Sonnenwind von recht turbulenten Sonnenaktivitäten gesteuert.
Plötzliche Eruptionen auf der Sonne wirken sich mit einigen Tagen Verzögerung auf der Erde aus. Sie lassen das Magnetfeld schwanken, stören den Funkempfang und lassen die Polarlichter über den Himmel geistern. Nur so wird es möglich, dass auch in Oldenburg plötzlich Polarlichter präsentiert werden. Manchmal werden sie selbst im Mittelmeerraum sichtbar.

Wer nicht auf den Zufall warten möchte, kann sich von Polarlichtvorhersagen im Internet leiten lassen, z.B. unter www.spaceweather.com oder www.meteoros.de.

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Klaus Hinsch hat bis zu seiner Pensionierung vor zwei Jahren im Institut für Physik an der Universität Oldenburg eine Arbeitsgruppe für Angewandte Optik geleitet, die sich mit laseroptischer Messtechnik und deren Anwendungen vorwiegend im Bereich der Denkmalsforschung und Strömungsanalyse beschäftigte.

Weitere Fragen und Anmerkungen an: klaus.hinsch(at)uni-oldenburg.de



Antwort von Björn Ahrens

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