Polarlichter

In einer klaren Winternacht im Norden Norwegens beginnt der Himmel plötzlich zu leuchten: Grüne Schleier wehen lautlos über die Sterne, verblassen und flammen wieder auf. Dieses Schauspiel heißt Polarlicht, im Norden Nordlicht und im Süden Südlicht. Menschen bestaunen es seit Jahrtausenden, und lange wusste niemand, woher es kommt. Heute kennen wir die Antwort, und sie ist erstaunlich: Die Geschichte jedes Polarlichts beginnt rund 150 Millionen Kilometer entfernt, auf der Sonne.

Ein Wind von der Sonne

Die Sonne schleudert ununterbrochen winzige geladene Teilchen ins All, den Sonnenwind. Er rast mit etwa 400 Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum und braucht für die rund 150 Millionen Kilometer trotzdem mehrere Tage. Dort trifft er auf das Magnetfeld unseres Planeten, das die meisten Teilchen wie ein Schild um die Erde herumlenkt. Doch an den Magnetpolen tauchen die unsichtbaren Feldlinien steil zum Boden hinab. Dort gleiten Teilchen an den Linien entlang wie Perlen an einer Schnur und dringen in die hohe Atmosphäre ein. Deshalb leuchten Polarlichter vor allem in einem Ring um jeden Magnetpol, über Norwegen, Island, Alaska und Kanada im Norden und rund um die Antarktis im Süden. Die Magnetpole liegen nicht genau auf den geografischen Polen, deshalb reicht der Ring über Kanada weiter nach Süden als über Sibirien.

Woher die Farben kommen

Hoch über dem Boden, meist in 100 bis 300 Kilometern Höhe, prallen die schnellen Teilchen auf die Luft. Zum Vergleich: Ein Verkehrsflugzeug fliegt in etwa 10 Kilometern Höhe, Polarlichter leuchten also weit darüber, am Rand des Weltraums. Bei den Zusammenstößen bekommen Sauerstoff und Stickstoff einen Energieschub, den sie sofort wieder als Licht abgeben. Jedes Gas leuchtet dabei in seinen eigenen Farben: Sauerstoff strahlt das häufige Grün aus und in großer Höhe ein tiefes Rot, Stickstoff sorgt für blaue und violette Säume. Die Farben sind also wie ein Fingerabdruck, der verrät, welches Gas gerade leuchtet.

Wie weit sich das Leuchten ausbreitet, bestimmt die Sonne selbst. Ist sie besonders aktiv und schickt einen starken Sonnensturm los, füllt sich das Magnetfeld mit so vielen Teilchen, dass der leuchtende Ring weit nach Süden wächst. Im Mai 2024 waren Polarlichter deshalb sogar über ganz Deutschland zu sehen, ein seltenes Geschenk des Weltraumwetters. Und die Erde ist nicht allein: Auch Jupiter und Saturn haben Magnetfelder. Raumsonden und Weltraumteleskope haben an ihren Polen gewaltige Polarlichter fotografiert.