Zum ersten Mal forschen Jugendliche aus unterschiedlichen Kulturen an gemeinsamen naturwissenschaftlichen und technischen Projekten. Der Blog berichtet von der ersten Fahrt von Jugendlichen aus dem Schülerforschungszentrum Nordhessen SFN an den Polarkreis nach Nowy Urengoi und der Zeit danach bis zum Abschluss des Gegenbesuchs im November 2019.

Blog von KP Haupt über die erste SFN Sibirienfahrt

Montag, 3. September 2018

Was sind denn eigentlich Polarlichter?

Vor langer Zeit konnte ich im Winter in Island Polarlichter sehen. Das ist eine sehr beeindruckende Leuchterscheinung, die zwar am Himmel großräumig auftritt, aber auch die Wahrnehmung der Landschaft in einer besonderen Weise beeinflusst.
Leuchtturm in Akranes (credit: Theo Schacht 2015)


Im Herbst und im Frühjahr sind sie am Polarkreis besonders häufig, das passt zu unserer Reisezeit.
Wenn das Wetter mitspielt, könnten wir Glück haben und Polarlichter sehen.
Die folgenden drei Bilder zeigen Polarlichter über den Faröer -Inseln, vom Flugzeug aus aufgenommen.




Polarlicht von oben (credit: NASA)

Polarlichter werden vor allem vom Sonnenwind erzeugt.
Der Sonnenwind besteht aus der wegfliegenden äußeren Gasschicht der Sonne, der Korona.

Im Zentrum ist die Sonne auf 15 Millionen Grad aufgeheizt, dann kühlt sie sich zum sichtbaren Rand auf etwa 6000 Grad ab.
Aus noch nicht gut bekannten Gründen heizt sich dann das äußere dünne Gas der Korona  wieder auf mehrere Millionen Grad auf (vermutlich spielen Magnetfelder dabei eine Rolle).

Die Schwerkraft der Sonne kann dieses heiße Gas nicht mehr festhalten, es strömt also als Sonnenwind von der Sonne fort. Der Sonnenwind besteht aus Protonen, Elektronen und Heliumatomkernen, die sich mit einigen Hundert Kilometern in der Sekunde bewegen.

Das Erdmagnetfeld schützt uns vor dem Sonnenwind, fängt aber auch einige der Protonen und Elektronen ein, lenkt sie zu den Polen der Erde. Von hier aus können sie in die Lufthülle eindringen und mit den Stickstoff- und Sauerstoffatomen der Luft zusammenstoßen. Die Luftatome werden ionisiert, und wenn sie die Elektronen wieder einfangen entsteht das Leuchten des Polarlichtes.

Rotes und grünes Polarlicht kommt von Sauerstoff in Höhen von 100 km bis 200 km, Stickstoff leuchtet eher bläulich.

Besonders intensiv werden Polarlichter wenn sog. Coronal Mass Ejections CME auftreten, also Milliarden Tonnen Koronagase zur Erde geschleudert werden.

Koronaler Auswurf (credit: NASA)


Am 2.9. 1859 traf eine solche Plasmawolke die Erde, veränderte das Erdmagnetfeld so stark, dass durch Induktionsströme Telegraphenleitungen und - stationen durchbrannten.

Gäbe es heute so eine CME dieser Stärke, so würden viele unserer Kraftwerke und Trafostationen weltweit zerstört.

Erst seit wenigen Jahren hat man diese Gefahr erkannt und baut neue Anlagen entsprechend sicher.

Das Erdmagnetfeld lenkt den Sonnenwind besonders längs des sog. Polarlicht-Ovals zur Erde.

Dies kann man auch sehr schön bei dieser Saturnaufnahme sehen, hier erkennen wir sozusagen Polarlichter von oben.

Polarlichter 2017 auf Saturn (credit:ESA/Hubble, NASA, A. Simon (GSFC) and the OPAL Team, J. DePasquale (STScI), L. Lamy (Observatoire de Paris)

Allerdings wird bei Saturn  Wasserstoff zum Leuchten gebracht. Dabei entsteht UV-Strahlung, so dass man die Saturnpolarlichter nicht von der Erdoberfläche aus sehen kann.

Das Hubble Space Teleskop hat aber 2017 über längere Zeit den Nordpol des Ringplaneten aus der Erdumlaufbahn beobachtet und die UV-Polarlichter gesehen.


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