Wie entsteht ein Polarlicht?

Polarlichter entstehen durch das Auftreffen von Teilchen aus dem Weltall auf unsere Erdatmosphäre.

Polarlichter über Alaska

Polarlichter über Alaska. Bild: Roman Krochuk/Shutterstock.com

Von Energie zum Licht

Bereits vor 2000 Jahren beobachteten die Wikinger Polarlichter am Nordhimmel. Ihrem Glauben zufolge zeugten die zumeist roten Polarlichter von blutigen Schlachten, die auf der Erde geschlagen wurden.

Polarlichter treten – wie es der Name schon sagt – hauptsächlich in Gegenden rund um die Pole der Erde auf. Deshalb konnten die Wikinger sie auch immer wieder beobachten. Nur selten kommt es vor, dass man von Mitteleuropa aus dieses Farbenspiel sehen kann.

Die Sonne – eine Teilchenschleuder

Polarlichter wären ohne die Sonne nicht denkbar. Unsere Sonne strahlt nämlich nicht nur sichtbares Licht und Wärme ab, sondern schleudert auch eine gigantische Zahl von winzigen Teilchen in den Weltraum. Dieses Phänomen nennt man "Sonnenwind". Der Sonnenwind besteht aus verschiedensten Teilchen, vor allem Elektronen und Protonen. Diese Teilchen sind elektrisch geladen und rasen mit Geschwindigkeiten von bis zu drei Millionen Kilometer pro Stunde auf die Erde zu.

Darstellung der Magnetosphäre um die Erde

Darstellung der Magnetosphäre um die Erde. Bild: NASA/Wikimedia Commons

Polarlichter entstehen, wenn solche Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen. Das Magnetfeld der Erde lenkt zwar viele Teilchen von der Erde weg. An den Polen dringen jedoch – je nach Intensität des Sonnenlichts – Anteile des Sonnenwindes in die Erdatmosphäre ein. Dort kommt der Sonnenwind mit Teilchen der Atmosphäre in Berührung, vor allem mit Sauerstoff- und Stickstoffteilchen. Diese werden dabei zum Leuchten angeregt, was wir von der Erde aus als Polarlicht am Himmel sehen.

Verschiedene Farben

Die Sauerstoffteilchen reagieren auf den Sonnenwind, indem sie rotes oder grünes Licht abstrahlen. Ob rot oder grün hängt davon ab, wie tief die Sonnenteilchen in die Erdatmosphäre eindringen.

Es entstehen aber noch andere Farben. Stickstoffatome geben violettes und blaues Licht ab, wenn sie mit dem Sonnenwind wechselwirken. Weil die Stickstoffteilchen aber viel Energie benötigen, um blaues oder violettes Licht auszustrahlen, lassen sich diese Farben nur bei starken Sonnenwinden beobachten.

Wie häufig oder intensiv Polarlichter auftreten, hängt also von der Aktivität der Sonne ab. In den Jahren 2000/2001 war die Sonne besonders aktiv. Polarlichter traten dann sogar in Deutschland, der Schweiz und Italien auf. Da die Sonnenaktivität einem Zyklus von ungefähr 11 Jahren folgt, war die Aktivität 2011 und auch dieses Jahr wieder besonders hoch.

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