Da leuchtet was
Polarlichter treten nicht nur am Nord- oder Südpol auf. Wenn der Sonnenwind und die Magnetfelder gut stehen, sehen wir sie auch in Bayern.
Wenn kleine Partikel wie Elektronen und Protonen viel Energie abbekommen, werden sie schnell unruhig und rasen durch den Raum. Die Korona, also das direkte Umfeld der Sonne, ist mehrere Millionen Grad heiß, dort herrscht also ein sehr energiereicher Zustand. Dementsprechend bewegen sich die Teilchen so schnell, dass sie die Schwerkraft der Sonne nicht mehr halten kann. Nicht nur die Hitze, auch magnetische Aktivitäten sorgen dafür, dass die Sonne immer mal wieder große Mengen an Energie freisetzt. Ähnlich wie ein Vulkan stößt sie Partikel in den Weltraum ab. Das Magnetfeld der Sonne orientiert sich hin und wieder neu, das heißt, die Magnetfeldlinien verbinden sich neu. Auch das sorgt dafür, dass Plasma ins Weltall geschossen wird.
Magnetfeld der Erde
An den Polen der Erdkugel treten Magnetfeldlinien aus. Sie gehen durch die Atmosphäre und suchen sich ihren Weg auf dem gegenüberliegenden Pol wieder zurück. Diese Magnetosphäre schützt gegen den Teilchenstrom der Sonne. An den Polen jedoch, wo das Magnetfeld in die Atmosphäre reicht, stoßen die Teilchen auf die Elemente der Atmosphäre. Das ist die beste Gelegenheit für eine Picknickdecke, Brotzeitkorb und romantische Momente. Das regt an. Die Elektronen und Protonen der Sonne treffen auf Sauerstoff und Stickstoff. In diesen Gasatomen und Gasmolekülen werden die Elektronen ebenfalls angeregt. Wenn sich diese wieder beruhigen, geben sie Energie in Form von Licht ab. Das sind die wunderschönen und farbenprächtigen Erscheinungen am Himmel, die wir als Polarlichter kennen. Sauerstoff sorgt eher für grüne und rote Lichter, Stickstoff eher für blaue und violette Farbtöne. Grün tritt dabei am häufigsten auf, etwa in hundert Kilometern Höhe. Rot entsteht eher bei über zweihundert Kilometern Höhe.
Polarlicht in Bayern
Der Teilchenstrom der Sonne wird durch die Magnetfeldlinien der Erde zu den Polen geleitet, wo er auf die Atmosphäre trifft, daher der Name „Polarlicht“. Wenn unser Magnetfeld es jedoch nicht mehr ganz schafft, alle Teilchen abzuleiten, wenn sich ein üblicher Strom in einen geomagnetischen Sturm verwandelt, wird das Magnetfeld der Erde gestört und die Teilchen können auch an anderer Stelle auf die Atmosphäre treffen. Etwas überraschend: Bayern liegt auf der magnetischen Breite etwa auf Höhe von Kanada und Sibirien. Dort sind ähnlich gute Bedingungen, dass sich Sonnenwinde zu einem romantischen Farbenspiel entwickeln. Sollte also mal wieder Sturm angesagt sein, Picknickdecke einpacken und raus vor die Tür. Am besten in die freie Natur, wo es wenig Umgebungslichter gibt und die Lichtverschmutzung möglichst gering ist.
Tipps zum Fotografieren: Möglichst eine Belichtungszeit mit mehr als 15 Sekunden, Selbstauslöser benutzen, damit nichts wackelt, oder auch spezielle Apps benutzen wie etwa Nightcap, die speziell für Astronomieaufnahmen geeignet ist.
Auswirkungen von Sonneneruptionen
Das magnetische Feld der Erde schützt etwas vor den Sonnenwinden. Das ist bei Astronauten etwas schwierig, da sie der Strahlung ungeschützt ausgesetzt sind. Daher beobachtet die NASA permanent die solaren Aktivitäten und plant ihre Außenbordaktivitäten entsprechend. Wenn die äußere Schicht der Atmosphäre erwärmt wird durch Sonnenstürme, dreht sie sich etwas aus, was Flugbahnen von Satelliten beeinflusst, das betrifft auch Kommunikationssatelliten und GPS Signale. Auch Fluggesellschaften meiden daher die Polarregionen, weil Crew und Passagiere einem erhöhten Strahlungsniveau ausgesetzt sein könnten. Auch auf der Erde direkt gibt aus Auswirkungen. Transformatoren bei Stromnetzen können überlasten und ausfallen. Daher ist es gut zu wissen, wann der nächste Sonnensturm ansteht.
Wettervorhersage
Ähnlich wie bei Vulkanausbrüchen sind auch Sonnenflecke und Explosionen von Plasma auf der Sonne teilweise vorhersagbar. Sonnenflecken haben eine intensive magnetische Aktivität und sind kühler als sonst. Das weist darauf hin, dass dort bald ein Strahlungsausstoß passieren könnte. Es gibt auch sogenannte Raumwettervorhersagezentren (Space Weather Prediction Center, SWPC), die Modelle und Vorhersagen erstellen. In den meisten Fällen kann jedoch frühzeitig reagiert werden, so dass es keine gravierenden Auswirkungen hat und die romantischen Momente mit den Lichterscheinungen am Himmel unbeschwert genossen werden können.
Kurz und bündig
- Polarlichter gibt es nicht nur an den Polen.
- Sonnenwinde bestehen aus Elektronen und Photonen. Treffen sie auf die Teilchen der Atmosphäre, werden sie angeregt und strahlen Licht ab.
- Die Strahlung, die schön leuchtet, kann für Menschen, Satelliten und Stromnetze gefährlich werden.
