freie Lektorin und Autorin
Auf dieser Seite erwarten Sie die vielleicht beeindruckensten Leuchterscheinungen der Atmosphäre.
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Die Entstehung von Polarlichtern ist recht kompliziert. Im Manuskript für mein nächstes Buch, an dem ich gerade arbeite, wird das Thema ausführlicher behandelt. Hier deshalb nur ganz kurz:
Die Sonne sendet einen ununterbrochenen Strom aus Elektronen und Protonen und ein wenig Helium aus, den so genannten Sonnenwind. Da die Erde ein Magnetfeld hat – man spricht von der Magnetosphäre – können die Sonnenwindteilchen nicht bis zur Erdoberfläche vordringen. Die Teilchen sind elektrisch geladen und treffen „vor“ der Erde auf Magnetfeldlinien, die nordwärts gerichtet sind, also senkrecht zur Flugbahn der Teilchen. In dieser Konstellation wirkt die Lorentzkraft, die die elektrisch geladenen Teilchen ablenkt, und zwar senkrecht sowohl zu ihrer ursprünglichen Bahn als auch senkrecht zum Magnetfeld. Die Sonnenwindteilchen werden also um die Magnetosphäre herumgeleitet.
Allerdings können elektrisch geladene Teilchen sich sehr wohl parallel zu den Magnetfeldlinien bewegen. Der Sonnenwind schleppt seinerseits ein Magnetfeld mit. Unter bestimmten Bedingungen kann es nun zu Verschmelzungen zwischen den Feldlinien des Sonennwindmagnetfeldes und denen der Magnetosphäre kommen. Entlang dieser verschmolzenen Feldlinien können die Sonnenwindteilchen nun in die Magnetosphäre eindringen und bis hinunten in die Ionosphäre geraten. Dort stoßen sie mit Teilchen der Erdatmosphäre zusammen und regen diese zum Leuchten an, indem sie deren Elektronen auf höhere Bahnen anregen. Fallen die Elektronen wieder in den Grundzustand, geben sie die überschüssige Energie als Licht ab – und man sieht ein Polarlicht.
Die Feldlinien, auf denen die Sonnenwindteilchen in die Ionosphäre eindringen, münden in einem Oval rund um die Pole, dem so genannten Polarlichtoval. Dort kann man am sichersten Polarlichter beobachten. Bei starker Sonnenaktivität ist der Sonnenwind schneller, böiger und seine Teilchendichte steigt. Dann wird die Magnetosphäre regelrecht zusammengedrückt, wodurch sich die Fußpunkte der Feldlinien auf der Erdoberfläche in Richtung Äquator verschieben. Dann haben wir auch in unseren Breiten unter Umständen das Glück, ein Polarlicht zu sehen.
Sonnenflecken sind Gebiete auf der Sonnenoberfläche (der so genannten Photosphäre), die im Vergleich zu ihrer Umgebung kühler sind und deshalb dunkler erscheinen. Ihre Anzahl variiert in einem 11-jährigen Zyklus. (Eigentlich sind es 22 Jahre. Die Flecken sind mit Magnetfeldern verbunden, deren Polarität sich in jedem Zyklus umkehrt. Deshalb ist derselbe Zustand unter Berücksichtigung der Magnetfeldpolarität erst im übernächsten Zyklus wieder erreicht.) Zur Zeit (Juni 2009) sind meist keine Flecken zu sehen, obwohl das Minimum eigentlich schon überschritten ist. (Aber Zyklen in der Natur sind eben nie absolut periodisch.) Eine hohe Anzahl von Sonnenflecken bedeutet eine hohe Sonnenaktivität und entsprechend eine erhöhte Wahrscheinlickeit, auch hierzulande Polarlichter erleben zu können. (Der Widerspruch der erhöhten Aktivität der Sonne zur niedrigeren Temperatur der Flecken erklärt sich dadurch, dass die Flecken immer von Bereichen erhöhter Sonnenaktivität begleitet werden. Diese sind es eigentlich, die für verstärktes Auftreten von Polarlichtern sorgen.) Wie das Foto der Sonne zeigt, lohnt es sich im Moment jedoch nicht, nachts aufzubleiben und auf Polarlichter zu warten, denn ie Sonne hat zur Zeit (Juni 2009) an den meisten Tagen keine Flecken.
Sonnenbeobachtungen darf man NIEMALS ohne einen geeigneten Filter oder eine für diesen Zweck entwickelte Schutzbrille durchführen! Die Sonnenstrahlung würde das Auge zerstören und zur Erblindung führen.
© Wiebke Salzmann, Juni 2009
