Wie Entstehen Polarlichter Einfach Erklärt

Polarlichter, auch bekannt als Aurora Borealis (Nordlichter) und Aurora Australis (Südlichter), sind faszinierende Naturphänomene, die den Nachthimmel in spektakulären Farben erleuchten können. Sie sind besonders häufig in den Polarregionen zu beobachten, aber unter bestimmten Bedingungen auch in niedrigeren Breitengraden sichtbar. Dieser Artikel erklärt auf einfache Weise, wie diese Lichterscheinungen entstehen.

Die Sonne: Der Ursprung der Polarlichter

Alles beginnt mit der Sonne. Unsere Sonne ist nicht nur eine Quelle von Licht und Wärme, sondern auch ein dynamischer Stern, der ständig Teilchen und Energie in den Weltraum abgibt. Dieser stetige Strom geladener Teilchen, hauptsächlich Elektronen und Protonen, wird als Sonnenwind bezeichnet.

Manchmal kommt es auf der Sonne zu heftigen Eruptionen, sogenannten Sonneneruptionen und koronalen Massenauswürfen (CMEs). Diese Ereignisse schleudern riesige Mengen geladener Teilchen mit hoher Geschwindigkeit ins All. Es sind diese Ereignisse, die oft zu besonders intensiven Polarlichtern führen, wenn sie die Erde erreichen.

Das Magnetfeld der Erde: Ein Schutzschild und Wegweiser

Die Erde ist von einem unsichtbaren Magnetfeld umgeben, das wie ein Schutzschild wirkt. Dieses Magnetfeld entsteht durch die Bewegung von flüssigem Eisen im Erdinneren. Es schützt uns vor dem Großteil des Sonnenwindes, indem es die geladenen Teilchen ablenkt. Ohne dieses Magnetfeld wäre Leben auf der Erde, wie wir es kennen, kaum möglich, da der Sonnenwind die Atmosphäre erodieren würde.

Das Erdmagnetfeld ist jedoch nicht perfekt und hat Öffnungen, besonders an den Polen. Die Magnetfeldlinien verlaufen von den Polen aus und biegen sich um die Erde. Dies bedeutet, dass die geladenen Teilchen des Sonnenwinds entlang dieser Magnetfeldlinien geleitet werden, hauptsächlich in die Polarregionen.

Die Atmosphäre: Der Schauplatz des Lichts

Wenn die geladenen Teilchen des Sonnenwinds, die durch das Erdmagnetfeld in die Polarregionen gelenkt wurden, auf die Atmosphäre treffen, kommt es zur eigentlichen Entstehung der Polarlichter. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen.

Die geladenen Teilchen des Sonnenwinds kollidieren mit diesen atmosphärischen Gasen. Bei diesen Kollisionen übertragen die Teilchen des Sonnenwinds ihre Energie auf die Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle. Diese werden dadurch in einen angeregten Zustand versetzt. Das bedeutet, dass die Elektronen in den Atomen auf ein höheres Energieniveau gehoben werden.

Dieser Zustand ist jedoch instabil. Die angeregten Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle kehren schnell wieder in ihren ursprünglichen, niedrigeren Energiezustand zurück. Dabei geben sie die aufgenommene Energie in Form von Licht ab. Dieses Licht ist das, was wir als Polarlichter sehen.

Die Farben der Polarlichter: Ein chemisches Feuerwerk

Die Farben der Polarlichter hängen davon ab, welches Gas in der Atmosphäre angeregt wird und auf welcher Höhe die Kollision stattfindet. Die häufigsten Farben und ihre Ursachen sind:

• Grün: Die häufigste Farbe, die durch die Anregung von Sauerstoffatomen in einer Höhe von etwa 100 bis 300 Kilometern entsteht.
• Rot: Wird ebenfalls durch Sauerstoffatome verursacht, aber in einer höheren Höhe von über 300 Kilometern. Rotes Polarlicht ist seltener, da in diesen Höhen die Dichte der Atmosphäre geringer ist.
• Blau und Violett: Entstehen durch die Anregung von Stickstoffmolekülen.
• Pink und Gelb: Sind Mischungen aus Grünem und Rotem Licht.

Die unterschiedlichen Farben und Formen der Polarlichter machen jede Beobachtung zu einem einzigartigen Erlebnis. Die Lichter können als Bögen, Strahlen, Vorhänge oder flackernde Flächen erscheinen und sich ständig verändern.

Wann und wo kann man Polarlichter sehen?

Die besten Chancen, Polarlichter zu sehen, hat man in den Polarregionen, in einem Gebiet, das als Aurora Oval bezeichnet wird. Dieses Gebiet liegt typischerweise zwischen 60 und 75 Grad nördlicher und südlicher Breite. Orte wie Nordnorwegen, Schweden, Finnland, Island, Alaska, Kanada und Teile Russlands bieten gute Beobachtungsmöglichkeiten für Nordlichter (Aurora Borealis). Für Südlichter (Aurora Australis) sind Tasmanien, Neuseeland und die Antarktis geeignete Orte.

Die beste Zeit, um Polarlichter zu beobachten, ist in den Wintermonaten (September bis April in der nördlichen Hemisphäre und März bis September in der südlichen Hemisphäre). In diesen Monaten sind die Nächte länger und dunkler, was die Sichtbarkeit der Lichter erhöht. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit für starke Sonnenaktivität, die zu intensiven Polarlichtern führt, während der Äquinoktien (Frühlings- und Herbsttagundnachtgleiche) etwas höher.

Es ist wichtig, sich an einem dunklen Ort fernab von künstlicher Lichtverschmutzung aufzuhalten, um die besten Beobachtungsbedingungen zu haben. Ein klarer Himmel ist ebenfalls entscheidend. Wettervorhersagen und Aurora-Vorhersagen können helfen, die Chancen für eine erfolgreiche Polarlichtbeobachtung zu erhöhen. Es gibt verschiedene Websites und Apps, die Informationen über die aktuelle Sonnenaktivität und die zu erwartende Polarlichtaktivität bereitstellen.

Zusammenfassung: Die Entstehung von Polarlichtern

Zusammenfassend lässt sich die Entstehung von Polarlichtern wie folgt erklären:

1. Die Sonne sendet einen Strom geladener Teilchen, den Sonnenwind, ins All.
2. Bei starken Sonnenaktivitäten, wie Sonneneruptionen und CMEs, werden noch mehr Teilchen freigesetzt.
3. Das Erdmagnetfeld schützt uns vor dem Großteil des Sonnenwinds, lenkt aber einige Teilchen in die Polarregionen.
4. Die geladenen Teilchen kollidieren mit den Gasen in der Atmosphäre (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff).
5. Die Gase werden angeregt und geben Energie in Form von Licht ab, das wir als Polarlichter sehen.
6. Die Farben der Polarlichter hängen von der Art des Gases und der Höhe der Kollision ab.

Das Verständnis der Entstehung von Polarlichtern macht die Beobachtung dieses Naturphänomens noch beeindruckender. Es ist ein Zusammenspiel von kosmischen Kräften und atmosphärischen Bedingungen, das ein unvergessliches Schauspiel am Himmel erzeugt. Und obwohl die Wissenschaft die Grundlagen der Entstehung erklärt hat, bleibt die Aurora ein mystisches und faszinierendes Phänomen, das uns die Kraft und Schönheit der Natur vor Augen führt.