Braunschweig. Wer künftig Polarlichter am Nachthimmel entdeckt und fotografiert, kann damit einen Beitrag zur Wissenschaft leisten. Forscher der TU Braunschweig bitten die Bevölkerung, ihnen Aufnahmen des Naturschauspiels zur Verfügung zu stellen, heißt es in einer gemeinsamen Pressemitteilung von TU Braunschweig und Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.
Wie wertvoll solche Aufnahmen sein können, zeigte sich während eines besonders starken Sonnensturms im Mai 2024. Damals waren Polarlichter sogar über Südniedersachsen zu sehen. Forschende aus Braunschweig und Göttingen nutzten die Gelegenheit, um das Himmelsschauspiel zu fotografieren. Ihre Bilder lieferten überraschende Hinweise auf die Entstehung roter Polarlichter.
Darauf kommt es beim Fotografieren an
Wer Polarlichter fotografiert und die Bilder der Forschung zur Verfügung stellen möchte, sollte vor allem auf eine kurze Belichtungszeit achten. Diese sollte höchstens sechs Sekunden betragen. Bei längeren Belichtungszeiten können die feinen Strukturen und hellen Strahlen verschwimmen. Gerade diese Details sind für die wissenschaftliche Auswertung besonders interessant.
Auch Smartphone-Aufnahmen können wertvoll sein. Eine professionelle Kamera ist also nicht notwendig. Wer Polarlichter entdeckt, sollte deshalb ruhig einige Bilder machen und sie den Forschenden zur Verfügung stellen.
Die Aufnahmen können per E-Mail an folgende Ansprechpartner geschickt werden: Yasuhito Narita, TU Braunschweig: theoretische-physik@tu-braunschweig.de oder Bruce T. Tsurutani: Bruce.Tsurutani@gmail.com
Ungewöhnliche Aufnahmen liefern neue Hinweise
In der Nacht vom 10. Mai 2024 erreichte ein besonders heftiger Sonnensturm die Erde. Polarlichter waren deshalb sogar über Südniedersachsen zu sehen – eine Seltenheit in dieser Region.
Mehrere Forschende aus Braunschweig und Göttingen nutzten die Gelegenheit, um das Himmelsschauspiel zu fotografieren. Unter ihnen waren Professor Sami K. Solanki vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Dr. Philipp Schulz vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Ingo von Borstel von der TU Braunschweig und Dr. Klaus Reinsch von der Universität Göttingen.
Auf ihren Bildern zeigte sich über dem grünen Polarlicht ein rötlicher Schimmer. Besonders auffällig waren helle, nach unten gerichtete Strahlen, die sich vom roten bis in den grünen Bereich erstreckten. Solche durchgehenden Strukturen waren bislang in keiner wissenschaftlichen Veröffentlichung beschrieben worden.
Elektronen könnten beide Farben auslösen
Die ungewöhnlichen Aufnahmen geben Hinweise darauf, wie rote Polarlichter entstehen. Während die Entstehung grüner Polarlichter bereits vergleichsweise gut erforscht ist, gibt es beim roten Leuchten noch offene Fragen.
Grüne Polarlichter entstehen, wenn schnelle Elektronen entlang des Erdmagnetfeldes in die Atmosphäre eindringen. In etwa 85 bis 130 Kilometern Höhe lösen sie dort Prozesse aus, durch die Sauerstoff grün aufleuchtet. Rote Polarlichter treten vor allem bei besonders starken Sonnenstürmen in mittleren geografischen Breiten auf. Sie entstehen typischerweise in Höhen zwischen 200 und 800 Kilometern.
Die aktuellen Auswertungen sprechen dafür, dass bei beiden Farben derselbe physikalische Prozess eine Rolle spielen könnte: Herabrasende, energiereiche Elektronen könnten sowohl das rote als auch das grüne Leuchten auslösen.
„Dass sich die hellen Strahlen vom roten bis zum grünen Polarlicht fortsetzen, spricht dafür, dass in beiden Fällen derselbe physikalische Prozess am Werk ist“, erklärt Professor Yasuhito Narita von der TU Braunschweig. Er koordinierte das internationale Forschungsteam, das die Fotografien mit Daten zum Sonnenwind und zu Störungen des Erdmagnetfeldes verglich.
Auch künftig sind Polarlichter möglich
Der Sonnensturm vom 10. Mai 2024 war der zweitstärkste seit Beginn des Weltraumzeitalters im Jahr 1958. Auslöser solcher Ereignisse sind gewaltige Ausbrüche auf der Sonne. Dabei werden große Mengen geladener Teilchen und Magnetfelder ins Weltall geschleudert. Treffen diese auf das Magnetfeld der Erde, wird Energie übertragen. Das kann Prozesse in der Erdatmosphäre auslösen, die schließlich zu Polarlichtern führen.
Die Sonne durchläuft einen ungefähr elfjährigen Aktivitätszyklus. Derzeit nimmt ihre Aktivität wieder ab. Dennoch sind auch in dieser Phase ungewöhnlich starke Ausbrüche möglich. Seit 2024 waren über dem südlichen Niedersachsen bereits mehrfach Polarlichter zu beobachten.
