In Deutschland sind dieses Jahr immer wieder beeindruckende Polarlichter zu sehen, die alle Menschen in ihren Bann ziehen. Doch die meisten wissen gar nicht, welche Erklärung hinter diesem Phänomen steckt. Dieser Artikel gibt einen kurzen Einblick in die wissenschaftlichen Hintergründe und erklärt, wie dieses beeindruckende Naturschauspiel entsteht.
Was genau sind Nord- oder Polarlichter?
Die Polarlichter (Aurora Borealis) erscheinen am klaren Nachthimmel als wirbelnde Ströme aus grünlich-blauem Licht. Sie bewegen sich und „tanzen" dabei auf unvorhersehbare Weise am Horizont. Manchmal sind sie kaum wahrnehmbar, dann werden sie wieder plötzlich sehr lebendig. Vereinfacht gesagt, lassen sich die Polarlichter durch eine Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem Magnetfeld der Erde erklären.
Der Sonnenwind besteht aus geladenen Teilchen, die von der Sonne kommen. Diese werden vom Magnetfeld der Erde eingefangen und mit sehr hoher Geschwindigkeit in Richtung der Pole gezogen. Das Phänomen entsteht, wenn die Teilchen mit Atomen und Molekülen in der oberen Atmosphäre (Ionosphäre) kollidieren und dabei ihre Bewegungsenergie in sichtbares Licht umwandeln, das am Ende dieses beeindruckende Naturschauspiel erschafft.
Wie Wissenschaftler das Nordlicht erklären
Glücklicherweise kann beispielsweise das Schwedische Institut für Weltraumphysik in Kiruna, das seit Jahrzehnten Nordlichter wissenschaftlich erforscht, bei der Erklärung helfen:
Teilchen aus der Ionosphäre bewegen sich mit Hilfe des Sonnenwindes mit enormer Geschwindigkeit. Wenn sie in die Atmosphäre eindringen, stoßen sie mit Atomen zusammen. Das Teilchen „reibt" einen Teil seiner Energie an dem Atom, hat aber immer noch genug Energie, um sich weiter zu bewegen, wenn auch mit geringerer Geschwindigkeit. Schließlich stößt es mit einem anderen Atom zusammen.
Jedes Atom, das mit den Teilchen kollidiert ist, hat nun einen Energieüberschuss, den es in Form von Licht abgibt. Je näher man der Erde kommt, desto mehr Atome gibt es in der Atmosphäre. Das Teilchen stößt also mit immer mehr Atomen zusammen, gibt einen Teil seiner Energie an jedes Atom ab und wird immer langsamer, bis es in der Regel etwa 100 km über der Erde zum Stillstand kommt.
Wichtige Faktoren
Die Faktoren, die eine Rolle spielen, wenn die Nordlichter auf der Erde oder einem anderen Planeten erscheinen:
● Es muss eine Atmosphäre vorhanden sein, denn diese ist die „Leinwand", auf die das Nordlicht projiziert wird. Ohne Atmosphäre gibt es keine Atome, mit denen die Teilchen zusammenstoßen können!
● Zweitens muss es geladene Teilchen oder „Plasma" geben, die überschüssige Energie auf die Atome übertragen können.
● Es muss ein Magnetfeld vorhanden sein, das die Teilchen anzieht, da sie sonst einfach weiter durch den Raum fliegen würden.
● Man braucht auch eine „Batterie" oder Energiequelle, die die Teilchen aufladen kann. Auf der Erde ist diese Quelle die Sonne.
● Schließlich muss die Energie von der Quelle auf die Teilchen übertragen werden, um die Teilchen aufzuladen. Es sind die Sonnenwinde, die die Energie von der Sonne zu den Teilchen transportieren.
Wie Polarlichter aussehen können
Das Nord- oder Polarlicht kann viele verschiedene Formen annehmen. Am frühen Abend ist es meistens ein großer Bogen, der sich von Osten nach Westen über den Himmel zieht. Normalerweise ist er grün und hat verschwommene Ränder. Der untere Teil des Bogens ist ziemlich scharf, während der obere Teil eher unscharf ist.
Manchmal wird der Bogen aktiv und bewegt sich, so dass er wie ein Vorhang aussieht. Möglicherweise sieht man Lichtstrahlen, die in die gleiche Richtung wie das Erdmagnetfeld zeigen. Die Länge des Bogens kann bis zu 1000 km oder mehr betragen, während seine Breite auf nur 100 m begrenzt sein kann.
Steht man direkt unter dem Polarlicht in der gleichen Richtung wie das Magnetfeld, so scheinen die Aurorastrahlen von einem einzigen Punkt auszugehen und nach außen zu strahlen. Dies wird als Korona bezeichnet. Beobachtet man dasselbe Nordlicht von einem weiter südlichen oder nördlich gelegenen Ort aus, erscheint es in Form eines Bogens.
Doch manchmal muss man auch ein wenig warten, bis die Polarlichter zur richtigen Uhrzeit zum Vorschein kommen. Wer sich also zwischenzeitlich etwas Zeit vertreiben möchte, spielt einfach eine Runde im Casino online, bis die Aurora Borealis gut sichtbar ist.
