Aurora Borealis entschlüsselt: Wie Sonnenpartikel die Nordlichter formen

Aurora Borealis, auch bekannt als Nordlichter oder Polarlichter, entstehen durch Sonnenpartikel, die auf die Erdatmosphäre treffen und faszinieren durch ihre Wissenschaft und Schönheit.

Nordlichter

Nordlichter über der Kirche St. Georg in Bensheim, Hessen, am 11. Mai 2024. © Wikimedia

An diesem Wochenende erleuchteten die spektakulären Nordlichter den Nachthimmel in Deutschland in lebendigen Farben von Grün über Pink bis Lila. Ausgelöst durch den stärksten Sonnensturm der letzten zwei Jahrzehnte, konnten bereits zahlreiche Beobachter in Mittel- und auch in Süddeutschland dieses faszinierende Naturschauspiel bestaunen.

Nordlichter: Was steckt hinter dem Phänomen?

Die Nordlichter sind ein faszinierendes atmosphärisches Phänomen, das nicht nur durch seine Schönheit, sondern auch durch die heftigen Prozesse, die es ermöglichen, beeindruckt. Diese natürlichen Lichtshows entstehen, wenn energiereiche Teilchen der Sonne mit bis zu 72 Millionen km/h in die obere Atmosphäre der Erde eindringen und dort, gelenkt vom Magnetfeld der Erde, vor allem an den Polen sichtbar werden. Die Interaktion dieser Teilchen mit der Atmosphäre führt zur Freisetzung von Licht, dessen Farbe von der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre abhängt.

Wissenschaftliche Erklärungen der Aurora

Laut Billy Teets, dem Direktor des Dyer Observatoriums an der Vanderbilt Universität, sind die hauptsächlich roten und grünen Farben der Nordlichter das Resultat der Reaktionen von Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen. Space.com zitiert Teets mit den Worten:

Jede Art von Atom oder Molekül hat seinen eigenen einzigartigen Satz von Farben, ähnlich wie jeder Mensch einen einzigartigen Fingerabdruck hat.

Dies verdeutlicht die individuelle und einzigartige Natur jedes Nordlichts.

Nordlichter und ihre Bedeutung für die Wissenschaft

Die Nordlichter sind nicht nur ein Schauspiel für Himmelsgucker, sondern bieten Wissenschaftlern auch wertvolle Informationen über die obere Atmosphäre der Erde. Dr. Elizabeth MacDonald, eine Raumphysikerin am NASA Goddard Space Flight Center, erklärt, dass Auroras Aufschluss über Dichte, Zusammensetzung, Strömungsgeschwindigkeiten und die Stärke der elektrischen Ströme in der oberen Atmosphäre geben. Diese Daten sind entscheidend für das Verständnis des Erdmagnetfelds und seiner Dynamik im Weltraum, was wiederum wichtig ist, um die Erde und technologische Systeme im All vor den Gefahren des Weltraumwetters zu schützen.

Sonnenaktivität und die besten Beobachtungszeiten

Die Sonne durchläuft etwa alle 11 Jahre einen Aktivitätszyklus, der die Intensität und Häufigkeit der Nordlichter beeinflusst. Wir nähern uns derzeit dem nächsten solaren Maximum, das zwischen Anfang 2024 und Ende 2025 erwartet wird. Frédéric Clette, ein Sonnenphysiker, erläuterte gegenüber Space.com, dass dieser Zeitraum besonders günstig für die Sichtung der Nordlichter sein wird.

Wo und wann man die Nordlichter am besten sieht

Für die beste Sicht auf die Nordlichter sollte man sich in die „Auroral Zone“ begeben, eine Region rund 2.500 Kilometer um den Nordpol. Tromsø in Norwegen, Fairbanks in Alaska und weitere hohe Breitengrade sind ideale Orte, besonders zwischen September und April, wenn die Nächte lang genug dunkel sind. Die aktivste Zeit für Auroras ist typischerweise zwischen 21 Uhr und 3 Uhr morgens.

Nord- und Südlichter: Ein globales Phänomen

Die Nordlichter haben ein südliches Gegenstück, die Aurora Australis, die sich physikalisch nicht von den Nordlichtern unterscheidet, aber aufgrund der unterschiedlichen geographischen Lage anders wahrgenommen wird. Steven Petrinec von Lockheed Martin erläuterte gegenüber Space.com, dass es aufgrund der Wechselwirkung des Sonnenmagnetfelds mit dem Erdmagnetfeld zu hemisphärischen Asymmetrien in der Erscheinung der Auroras kommen kann.

Was du dir merken solltest:

  • Die Nordlichter entstehen, wenn Sonnenpartikel die Erdatmosphäre treffen und durch das Magnetfeld zu den Polen geleitet werden.
  • Ihre Farben variieren je nach beteiligtem atmosphärischem Gas, wobei Sauerstoff grüne und Stickstoff rote Emissionen erzeugt.
  • Die Intensität der Nordlichter korreliert mit dem 11-jährigen Zyklus der Sonnenaktivität, wobei solare Maxima die besten Sichtbedingungen bieten.

Übrigens: Ein ebenfalls faszinierendes Schauspiel bot sich Astronomen vor Kurzen im Weltall in der 12 Millionen Lichtjahre entfernten „Zigarrengalaxie“. Dort setzte die gigantische Eruption eines Magnetars (eine Art Neutronenstern) in einem Zehntel einer Sekunde so viel Energie frei, wie unsere Sonne in rund 10.000 Jahren. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.

Bild: © Kuebi (Armin Kübelbeck) via Wikimedia unter CC4-Lizenz

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