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Wie entstehen eigentlich Polarlichter?
Seit jeher haben die Lichtspiele am Himmel die Menschen fasziniert- aber auch erschreckt. Polarlichter sind schon seit der Antike bekannt. Früher galten sie noch als mystische Zauber, als Vorboten für drohendes Unheil. Heute weiß man allerdings das diese Erscheinungen durch ein spannendes Wechselspiel zwischen Sonne und Erde entstehen.
So wunderschön ruhig und romantisch wirkt der rote Feuerball am Himmel, wenn er langsam über dem Meer versinkt. Man kann garnicht erahnen, welche komplexen physikalischen Vorgänge sich dort abspielen. Von der Sonne werden neben Licht und Wärmestrahlung ständig riesige Materiemengen ins All geschleudert. Man spricht auch vom sogenannten Sonnenwind. Er besteht hauptsächlich aus Protonen und Elektronen und erreicht in einem Intervall von ca. 1-3 Tagen die Erde.
Das Leben auf der Erde würde unmöglich sein, wenn wir nicht von der Atmosphäre und besonders durch das Magnetfeld der Erde geschützt wären.
Es kommt immer wieder zu Eruptionen in der Hülle der Sonne. Der Sonnenwind verwandelt sich in einen regelrechten Sturm.
Einige Milliarden Tonnen heißes Gas entweichen. Fazinierende Polarlichter deuten auf einen Sonnensturm hin, der durch eine größere Sonnengeschwindigkeit als 300 km/s charakterisiert ist, er kann 700 km/s schnell sein. Es wurden auch schon Geschwindigkeiten von 2000 km/s gemessen.
Doch wie entstehen die Polarlichter denn eigentlich nun?
Der Druck des Sonnenwindes ist so stark, dass er unser Magnetfeld verformt. Nähert sich
der Sonnenwind dem Magnetfeld, wird er allmählich von diesem abgelenkt und strömt
um die Erde herum. Dabei werden geladene Teilchen des Sonnenwindes eingefangen.
Wie in einem riesigen Stromgenerator wird an der Grenzschicht zwischen
Erdmagnetbereich und Sonnenwind die Bewegungsenergie der vorbeistreichenden
Teilchen in elektrische Energie umgewandelt. Es baut sich über der Erde eine gewaltige
elektrische Spannung auf. Eine Entladung dieser Spannung geschieht zum Teil dadurch,
dass ein Strom von Elektronen in Spiralen entlang der Feldlinien auf die Erde zuströmt und
zwar dorthin, wo die Feldlinien ein- und austreten. Die riesigen Mündungstrichter für
die Feldlinien sind die Polarregionen. Etwa 150 km über der Erde stoßen die Elektronen
des Sonnenwindes auf Moleküle in der Atmosphäre. Dabei kommt es zu einem lebhaften
Energieaustausch. Die Moleküle werden elektrisch und energetisch geladen und so zum
leuchten angeregt. Das Resultat sind die Polarlichter an Nord- und Südpol.
Das Phänomen beschränkt sich aber nicht nur auf die Polarregionen, so dass auch wir die
Polarlichter am nördlichen Nachthimmel beobachten können.
Die üblichen Farben des Polarlichts sind rot, grün und blau. Daraus entstehen dann Mischfarben wie violett, weiß manchmal auch gelb. Welche Farben entstehen hängt von den unterschiedlichen Bestandteilen der Atmosphäre ab und auch von der Höhe.
Grüne Polarlichter werden normalerweise durch Sauerstoff in einer Höhe von ca. 100 km hervorgerufen. Ab ca. 150 km entstehen
durch Stickstoffatome rote und blaue Farben.
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