Was verursacht das Nordlicht?
Eine Aurora ist eine der spektakulärsten Darstellungen am Nachthimmel – aber wie entstehen diese bunten Lichtvorhänge?
Die Aurora Borealis, auch als 'Nordlichter' bekannt, ist eine der spektakulärsten Darstellungen am Nachthimmel. Was ist die Wissenschaft hinter diesen ätherischen Lichtvorhängen?
Der Anblick erfüllte den nördlichen Himmel; die Unermesslichkeit war kaum vorstellbar. Wie vom Himmel selbst hingen und zitterten große Vorhänge aus zartem Licht. Blassgrün und rosarot und durchsichtig wie der zerbrechlichste Stoff und am unteren Rand ein tiefes und feuriges Karmesinrot wie die Feuer der Hölle, schwangen und schimmerten sie locker mit mehr Anmut als die geschicktesten Tänzer. Lyra glaubte, sie sogar hören zu können: ein weites, fernes, flüsterndes Rauschen.
Phillip Pullman, Seine dunklen Materialien
Was ist die Aurora?
Die Aurora ist sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel in der Nähe der Pole zu sehen. Im Norden ist das Display als Aurora borealis bekannt; im Süden wird sie Aurora australis genannt.
Diese „nördlichen“ und „südlichen Lichter“ faszinieren, erschrecken und inspirieren die Menschen seit Jahrhunderten. In jüngerer Zeit haben Fotografen bemerkenswerte Anstrengungen unternommen, um die Schönheit dieser atmosphärischen Ereignisse einzufangen.
Sehen Sie spektakuläre Polarlicht-Fotografie in der Ausstellung Astronomy Photographer of the Year
Was verursacht die Aurora Borealis oder 'Nordlichter'?
Die Lichter, die wir am Nachthimmel sehen, werden in Wirklichkeit durch Aktivitäten auf der Oberfläche von verursacht Die Sonne .
Sonnenstürme auf der Oberfläche unseres Sterns geben riesige Wolken elektrisch geladener Teilchen ab. Diese Partikel können Millionen von Meilen zurücklegen, und einige können schließlich mit der Erde kollidieren.
Die meisten dieser Teilchen werden abgelenkt, aber einige werden im Erdmagnetfeld eingefangen und beschleunigen in Richtung des Nord- und Südpols in die Atmosphäre. Aus diesem Grund konzentriert sich die Polarlichtaktivität an den Magnetpolen.
Diese Teilchen prallen dann auf Atome und Moleküle in der Erdatmosphäre und erhitzen sie im Wesentlichen, erklärt Tom Kerss, Astronom des Royal Observatory. Wir nennen diesen physikalischen Prozess „Anregung“, aber er ist sehr ähnlich wie ein Gas zu erhitzen und zum Leuchten zu bringen.
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Was wir also sehen, sind Atome und Moleküle in unserer Atmosphäre, die mit Teilchen von der Sonne kollidieren. Die charakteristischen Wellenmuster und 'Lichtvorhänge' der Aurora werden durch die Kraftlinien im Erdmagnetfeld verursacht.
Der unterste Teil einer Aurora befindet sich in der Regel etwa 80 Meilen über der Erdoberfläche. Die Oberseite einer Anzeige kann sich jedoch mehrere Tausend Meilen über die Erde erstrecken.
Was verursacht die unterschiedlichen Farben in der Aurora?
Aurora Australis vom Beerbarrel Beach von James Stone, Astronomie-Fotograf des Jahres 2019
Unterschiedliche Gase geben beim Erhitzen unterschiedliche Farben ab. Der gleiche Prozess findet auch in der Aurora statt.
Die beiden primären Gase in der Erdatmosphäre sind Stickstoff und Sauerstoff, und diese Elemente geben während einer Aurora-Anzeige unterschiedliche Farben ab.
Das Grün, das wir im Polarlicht sehen, ist charakteristisch für Sauerstoff, während ein Hauch von Violett, Blau oder Rosa durch Stickstoff verursacht wird.
Wir sehen manchmal eine wundervolle scharlachrote Farbe, die durch die Wechselwirkung von Sauerstoff in sehr großer Höhe mit Sonnenpartikeln verursacht wird, fügt der Astronom Tom hinzu. Dies geschieht nur, wenn die Aurora besonders energisch ist.
So fotografieren Sie die Aurora
Ist die Aurora Borealis in Großbritannien sichtbar?
Die Aurora borealis ist auf der Nordhalbkugel zu sehen, während die Aurora australis auf der Südhalbkugel zu finden ist.
Polar Lichter von Grigorii Paramonov, Astronomiefotograf des Jahres 2019
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Während sich die besten Orte, um das Polarlicht zu sehen, um die Polarregionen herum konzentrieren, kann das Polarlicht manchmal in Großbritannien beobachtet werden. Je weiter nördlich Sie sich befinden, desto wahrscheinlicher ist es, dass Sie die Anzeige sehen, aber in der Vergangenheit wurden die Nordlichter gesehen so weit südlich wie Cornwall und Kent.
Das Department of Physics der Lancaster University betreibt eine Website namens AuroraWatch Deutschland , das die Wahrscheinlichkeit der Sichtbarkeit einer Aurora basierend auf der geomagnetischen Aktivität schätzt. Folgen Sie dem Twitter-Account des Teams, um die neuesten britischen Benachrichtigungen anzuzeigen.
Die Bedingungen müssen jedoch noch stimmen. Dunkle und klare Nächte, vorzugsweise mit geringer Lichtverschmutzung, bieten die besten Chancen, das Polarlicht zu sehen.
Haben andere Planeten Polarlichter?
Jeder Planet mit Atmosphäre und Magnetfeld hat wahrscheinlich Polarlichter. Wissenschaftler haben erfasst unglaubliche Bilder von Polarlichtern auf Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
Die Aurora auf Uranus, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop (ESA / Hubble & NASA, L. Lamy / Observatoire de Paris)
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Polarlichter auf dem Mars wurden auch gesehen, aber da der 'Rote Planet' kein globales Magnetfeld hat, verhalten sich Polarlichter anders und scheinen es zu sein viel weiter verbreitet .
Was sind Sonneneruptionen und wie wirken sie sich auf die Aurora aus?
Die Aurora ist ein sehr dramatisches Beispiel dafür, wie die Sonnenaktivität die Erde beeinflusst.
Sonneneruptionen sind wie riesige Explosionen auf der Sonnenoberfläche, bei denen Ströme geladener Teilchen in den Weltraum emittiert werden. Es dauert normalerweise zwei Tage, bis die Teilchen die Erde erreichen, nachdem die Fackel auf der Sonne gesehen wurde. Bei ihrer Ankunft können diese Partikel zu einer Aurora-Aktivität führen.
Ein Risiko eingehen von Alastair Woodward, Astronomy Photographer of the Year 2019
Was sind geomagnetische Stürme?
Intensive Aurora-Anzeigen werden nach massiven Explosionen auf der Sonne erzeugt, die als 'koronale Massenauswürfe' bekannt sind. Diese Explosionen setzen heiße Plasmawolken frei, die Milliarden Tonnen Material enthalten, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 Millionen Kilometern pro Stunde bewegen. Wenn die Wolken die Erde erreichen, interagieren sie mit dem Erdmagnetfeld und verursachen Ereignisse, die als geomagnetische Stürme bezeichnet werden.
Die Aktivität der Sonne schwankt, wobei die Aktivität alle 11 Jahre einen Höhepunkt erreicht. Der letzte Höhepunkt der Sonnenaktivität war 2014, und der Zyklus erreicht jetzt sein Minimum. Bis Mitte der 2020er Jahre soll die Sonnenaktivität jedoch wieder ansteigen.
Unabhängig von der Aktivität der Sonne können Polarlichter jederzeit auftreten und Beobachter in hohen Breiten sollten immer nach ihnen Ausschau halten.
Hauptbild: Goðafoss Flow von Larryn Rae, Astronomy Photographer of the Year 2021
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