Jahrhundert-Sonnensturm 2024Rätsel um rote Polarlichter über Deutschland gelöst?
Warum leuchten Polarlichter manchmal rot statt grün? Das war Forschern lange ein Rätsel. Jetzt liefern Fotos des Sonnensturms im Mai 2024, bei dem sogar in Göttingen Polarlichter zu sehen waren, entscheidende Hinweise.
Ein Sonnensturm im Mai 2024 war der zweitstärkste des Weltraumzeitalters, das Ende der 1950er Jahre begann. Er sorgte auf der Erde für rote und grüne Polarlichter, die in der Nacht vom 10. auf den 11. Mai selbst noch weit im Süden deutlich zu sehen waren. Fotos des Phänomens liefern nun Hinweise zur bislang rätselhaften Entstehung roter Polarlichter.
Für jene Nacht waren für Europa Polarlichter bis in die mittleren Breiten prognostiziert worden. Daher zogen gleich mehrere Fachleute in Göttingen und Braunschweig mit ihren Kameras ins Freie.
„Ich habe schon viele Polarlichter in höheren Breiten gesehen“, sagte Sami Solanki, Direktor am Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. „Über Göttingen sind sie eine Seltenheit. Das wollte ich unbedingt fotografieren. Um eine wissenschaftliche Nutzung der Aufnahmen ging es mir zunächst nicht.“
Roter Schimmer über erdnahem Grün
Auch Philipp Schulz vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Ingo von Borstel vom Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik der TU Braunschweig und Klaus Reinsch vom Institut für Astrophysik und Geophysik der Universität Göttingen verfolgten das nächtliche Himmelsschauspiel. Im Fachblatt „Annales Geophysicae“ analysieren sie nun zusammen mit anderen Forschern das Phänomen. Demnach zeigen ihre Fotos über dem erdnahen, grünen Leuchten einen rötlichen Schimmer. Zudem dehnen sich helle Strahlen vom oberen Rot ins untere Grün aus.
„Strahlen, die sich kontinuierlich von der roten Aurora bis zur grünen Aurora erstrecken, wurden bisher in keiner wissenschaftlichen Veröffentlichung beschrieben“, erklärt Erstautor Bruce Tsuritani, ehemals tätig am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der US-Weltraumbehörde Nasa. „Sie haben uns geholfen zu verstehen, wie das rote Leuchten entsteht.“
Derselbe physikalische Prozess am Werk
Generell entstehen Polarlichter, wenn nach Eruptionen auf der Sonne Wolken aus elektrisch geladenen Teilchen Richtung Erde rasen. Vom schützenden Magnetfeld unseres Planeten werden sie zu den Polen gelenkt. In der oberen Atmosphäre treffen die geladenen Teilchen auf Luftmoleküle und regen sie an, Licht auszusenden.
Besonders starke Sonnenstürme können Polarlichter erzeugen, die bis in mittlere Breiten zu sehen sind. Die Lichtfarben variieren je nach Art des angeregten Gases und der Höhe. Zu roten Polarlichtern kommt es bei intensiven Sonnenstürmen in mittleren Breiten, meist in Höhen zwischen 800 und 200 Kilometern. Grüne Auroren treten dagegen in Polarregionen häufig auf, meist in einer Höhe von 130 bis 85 Kilometern.
Dichte der Atmosphäre entscheidend
Der Mechanismus hinter dem roten Leuchten wird seit Jahren diskutiert – hier helfen nun die Fotos vom Mai 2024. „Dass sich die hellen Strahlen vom roten bis zum grünen Polarlicht fortsetzen, spricht dafür, dass in beiden Fällen derselbe physikalische Prozess am Werk ist“, erläuterte Co-Autor Yasuhito Narita von der TU Braunschweig. Demnach können rote wie grüne Polarlichter durch herabrasende Elektronen von der Sonne entstehen, die auf Sauerstoff-Ionen treffen. Entscheidend für die Farbe des ausgesandten Lichtes ist demnach die Höhe – und damit die nach unten zunehmende Dichte der Atmosphäre.
Generell folgt die Sonnenaktivität einem etwa elfjährigen Rhythmus von ruhigeren und aktiveren Phasen. Der letzte Höhepunkt wurde grob Ende 2024 verortet, derzeit nimmt die Sonnenaktivität ab. Um das Phänomen der Polarlichter weiter zu ergründen, bitten die Forschenden der TU Braunschweig die Bevölkerung darum, ihnen künftig Fotos von Polarlichtern zur Verfügung zu stellen. Dabei solle eine Belichtungszeit von sechs Sekunden nicht überschritten werden – nur so ließen sich die verräterischen Strahlen erkennen.
