Fluoreszierende Lichtstreifen, die in atemberaubenden Formen und Farben über den Nachthimmel flimmern, faszinieren die Menschen seit Jahrtausenden. Zu sehen sind Polarlichter allerdings meist nur nah an den Polen. Aber warum ist das eigentlich so?
Bei normaler Sonnenaktivität können Touristen und Einheimische die tanzenden Lichter am Himmel in Alaska, Norwegen oder Finnland am besten beobachten.
Voraussetzung dafür, dass man die Polarlichter auch wirklich sehen kann, sind vollkommene Dunkelheit, eine klare Sicht in den Nachthimmel und in der Regel ein Erdpol in der Nähe. Besonders gute Bedingungen hierfür sind nahe dem Südpol in der Antarktis gegeben.
Wie entstehen Polarlichter?
Erklären lässt sich das Phänomen der flackernden Lichter mit dem Wechselspiel zwischen den elektrisch geladenen Teilchen der Sonne und dem Magnetfeld der Erde.
Die Sonne gibt nicht nur Wärme und Licht ab, sondern schleudert durch heftige Erosionen auch heiße Gase ins Weltall. So entstehen die aus Protonen und Elektronen bestehenden Sonnenwinde. Diese erreichen die Erde in der Regel innerhalb von drei bis fünf Tagen. Dabei haben sie meist eine Geschwindigkeit von fünfhundert bis achthundert Kilometern pro Sekunde.
Bei der Erde angekommen treffen die elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwindes zunächst auf das Magnetfeld der Erde auf. Das Magnetfeld leitet viele der Elektronen und Protonen um die Erde herum zu den Polen. Dort eingetroffen berühren die Teilchen ab einer Höhe von ungefähr 150 Kilometern die oberen Schichten der Erdatmosphäre und tauschen Energie mit den Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen unserer Atmosphäre aus. Durch diesen Vorgang laden sich die Moleküle elektrisch auf. Die überschüssige Energie, die dabei entsteht, wird von den Molekülen in Form von Licht abgegeben.
Dieser Mechanismus sorgt dafür, dass wir dieses Naturschauspiel besonders gut nahe der Pole bestaunen können.
So lassen sich die unterschiedlichen Farben erklären
Aufgrund der unterschiedlichen Höhe und Zusammensetzung der Atome sehen wir nicht nur grüne Nordlichter, sondern eine bunte Farbpalette an leuchtenden Streifen am Himmel. Blau-violettes Licht bildet sich durch Stickstoffatome und sehr schnelle Sonnenteilchen. Grünes Licht entsteht hingegen durch Sauerstoffatome in rund hundert Kilometern Höhe. Die rot flimmernden Lichtstreifen bilden sich in deutlich höheren Luftschichten.
Das Phänomen gibt es nicht nur auf der Erde – sondern auch auf dem Jupiter oder Saturn.