Ein Himmel voller Farben

Seit 2024 gab es bei uns in unregelmäßigen Abständen Polarlichter, die prächtige Farben am Himmel zeichneten. Die Bezeichnung Polarlichter scheint das Phänomen auf die polnahen Regionen einzuschränken. Allerdings kann das Schauspiel nach starken Sonnenstürmen auch in unseren Breiten bewundert werden. Die Sonne gibt seit Milliarden von Jahren eine relativ gleichbleibende Energiemenge ab. Diese Tatsache hat die Entwicklung von Leben ermöglicht. Aber der Strahlungsfluss unterliegt auch mehreren, kleineren Schwankungen mit unterschiedlichen Perioden. Die bekannteste Periode ist der 11-jährige Sonnenzyklus. Seit 2024 ist die Sonne in ihrem Aktivitätsmaximum. Es wird erwartet, dass das noch einige Monate so bleiben wird. Mit einem professionellen Sonnenfilter und einem kleinen Fernrohr erkennt man dunkle Flecken auf der Sonnenoberfläche. Die Anzahl und Größe der Sonnenflecken sind ein Maß für die Aktivität der Sonne. Starke Magnetfelder und heißes Plasma sorgen dafür, dass magnetische Flussröhren aus der Sonnenoberfläche aufsteigen und an anderen Stellen wieder eintreten. Dies macht die Fleckenregionen um mehrere Hundert Grad kühler als die ungestörte Sonnenoberfläche mit ihren 6000 Grad. Daher wirken die Flecken dunkel. Der Motor für die Aktivität ist die differentielle Rotation der Sonne. Sie dreht sich nicht wie ein starrer Körper, sondern rotiert am Äquator mit 25 Tagen deutlich schneller als in Polnähe mit über 35 Tagen. Sonneneruptionen auf der Sonnenscheibe nennt man Flares. Am Sonnenrand zeigen sie sich als Protuberanzen, also Plasmabögen, die weit ins Weltall hinausragen. Diese Plasmaströme können abreißen und auch auf die Erde zurasen. Durch das Abblasen von geladenen Wasserstoff- und Heliumkernen, Elektronen aber auch von schwereren Teilchen verliert die Sonne in jeder Sekunde eine Million Tonnen an Masse. Die Auswurfgeschwindigkeiten beginnen bei 400 Kilometer pro Sekunde. Das andere Extrem sind die sogenannten koronalen Massenauswürfe, bei denen Plasmawolken mit einigen Dutzend Milliarden Tonnen Masse und Temperaturen von 1,5 Millionen Grad ins All geschleudert werden. Mit einer Geschwindigkeit von 3200 Kilometer pro Sekunde erreichen die Sonnenwinde die Erde in weniger als einem Tag.

Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor Sonnenstürmen. Allerdings werden die Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle in der hohen Atmosphäre angeregt oder sogar ionisiert. Wenn die Elektronen wieder in den Normalzustand zurückfallen, wird Licht mit charakteristischen Farben ausgesandt. Das grüne Licht entsteht durch die Rekombination von Sauerstoff in 100 bis 150 Kilometer Höhe. Rotes Licht wird von Sauerstoff in 150 bis 300 Kilometer Höhe erzeugt und blaues Licht deutet auf Stickstoff in niedriger Höhe hin.  

Diese Phänomene sind in unseren Breiten auch im Sonnenmaximum recht selten, aber tief beeindruckend. Vielleicht hat man Glück und sieht die Polarlichter zufällig, oder man lässt sich vorinformieren. Auf Seiten wie „SpaceWeather“ wird der sogenannte Kp-Wert aktuell gelistet. Er gibt an, wie stark der Sonnenwind das Erdmagnetfeld stört. Bei Werten von 7 bis 9 sind auch in unseren Breiten Polarlichter wahrscheinlich. Noch einfacher ist es, auf die Polarlicht-Vorhersage in Deutschland zu schauen:  https://www.polarlicht-vorhersage.de. Auf dieser Seite gibt es eine Mitgliederliste. Jedes Mitglied kann, sofern es ein Polarlicht beobachtet, den Ort und die Uhrzeit eintragen. So verbreitet sich die Nachricht rasch und effizient.