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Ausgabe Nr. 50/2019 vom 10.12.2019
Nordlichter (Aurora borealis) leuchten in den Regionen von Skandinavien oder Grönland meistens grün.
Feuerwerk am Himmel
Sie färben den Himmel rot, gelb, violett, blau oder grün. Manchmal pulsieren sie, manchmal sehen sie aus wie leuchtende Flammen oder erinnern an eine farbige Nebelwand. Die geheimnisvollen Polarlichter gehören im Winter zu den beeindruckendsten Naturschauspielen, die unser Planet zu bieten hat.
Polarlichter haben die Menschheit schon seit jeher fasziniert. Doch bevor die Wissenschaftler ihr Auftreten erklären konnten, gab es viele Theorien über die Entstehung dieser geheimnisvollen „Himmelsfeuerwerke“.

Die Wikinger im Norden Europas etwa hielten Polarlichter für einen Hinweis auf eine große Schlacht, die irgendwo auf der Welt stattfand. Einige amerikanische Ureinwohner glaubten hingegen, sie repräsentierten die Geister der Toten – je heller sie glänzten, desto glücklicher sollten die Verstorbenen sein.

Heute wissen wir dank des norwegischen Physikers Kristian Olaf Birkeland (1867–1917), dass für die Entstehung von Polarlichtern die Sonne verantwortlich ist.

„Auf ihrer Oberfläche kommt es regelmäßig zu Eruptionen, bei denen Röntgenstrahlen und elektrisch geladene Teilchen mit 400 bis 800 Kilometern pro Sekunde in Richtung Erde geschleudert werden“, berichtet Per Helge Nylund von der Universität Tromsø in Norwegen. Meist benötigt dieser sogenannte „Sonnenwind“ zwei bis drei Tage, bis er die Erde erreicht. Doch die Teilchen können glücklicherweise nicht bis ganz an die Oberfläche gelangen, weil sie vorher auf das schützende Magnetfeld der Erde treffen.

Da jedoch die Feldlinien des Magnetfeldes nur in den Polarregionen die Erdatmosphäre durchdringen, gelangen dort besonders viele Sonnenpartikel in die oberen Luftschichten.

„Vereinfacht ausgedrückt kommen die Himmelsfarben über dem Nord- und Südpol also daher, dass Teilchen von der Sonne mit Sauerstoff- und Stickstoffteilchen in unserer Erdatmosphäre zusammenstoßen und ‚Lichtblitze‘ erzeugen“, erklärt der Polarlichtforscher. Im Durchschnitt sind etwa zwei Milliarden Teilchen pro Quadratzentimeter an solchen Kollisionen beteiligt. „Dadurch strahlt das Polarlicht nicht einfach nur, es funkelt sogar“, sagt der Experte.

Physiker nennen das Nordlicht „Aurora borealis“ und das Südlicht „Aurora australis“.

Es sind jedoch dieselben Lichter, die an beiden Enden der Welt zur gleichen Zeit sichtbar sind. „Wenn wir hier in Norwegen Nordlichter sehen, dann können wir uns sicher sein, dass sich der Himmel über dem Südpol gleichzeitig verfärbt“, weiß Per Helge Nylund.

Manchmal fallen die „Sonnenwinde“ allerdings so heftig aus, dass Polarlichter auch über Zentraleuropa erscheinen. Statistisch gesehen erleben wir bei dunklem, wolkenfreiem Himmel auch in unserem Land ein bis zwei schwache Polarlichter im Jahr. Sie sind meistens orange oder rot. Besonders im Mittelalter haben die Menschen dann gedacht, ein großes Feuer sei im Anmarsch oder das Licht würde Blutvergießen prophezeien.

„Hier über Tromsø sind die Polarlichter meistens grün. Sie entstehen weit oberhalb der Wolkendecke, wenn in einer Höhe von etwa 100 Kilometern Sauerstoffmoleküle auf den Sonnenwind prallen“, sagt Nylund. Passiert derselbe Vorgang jedoch in einer Höhe von 200 bis 300 Kilometern, erscheint das Polarlicht rot oder gelb. Besonders energiereiche Teile des Sonnenwindes sind allerdings in der Lage, auch Stickstoffmoleküle zum Leuchten zu bringen, „dann erstrahlt der Himmel blau bis violett“, weiß der Experte.

Im Museum der Universität Tromsø können Polarlichter sogar künstlich erzeugt werden. Dazu wurde eine Stahlkugel, die mit einem Magneten ausgestattet ist, in einer fast luftleer gepumpte Glasbox montiert. „Sobald ich den Knopf an der Box drücke, werden Elektronen abgeschossen und rund um die Enden der Stahlkugel erscheinen kleine, aber gut sichtbare Polarlichteffekte“, sagt Per Helge Nylund. Hwie
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