Ursache von Polarlichtern sind Sonneneruptionen, bei denen es zum koronalen Massenauswurf Richtung Erde kommt. Foto: Imago/AddictiveStock
Polarlichter über Deutschland gab es in den vergangenen Wochen und Monaten immer wieder zu sehen. Jetzt könnte sich wieder ein nächtlicher Blick in den Himmel lohnen. Klare Sicht vorausgesetzt kann das Spektakel auch in Baden-Württemberg bestaunt werden.
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Von Montag (25. März) an können über Deutschland wieder Polarlichter zu sehen sein. Nach stärkeren Sonneneruptionen habe es einen in Richtung Erde gerichteten Teilchenstrom gegeben, wie die private Weltraumwetterdienst Spaceweather.com mitteilt. Bei einem direkten Treffer seien ab dem frühen Montagmorgen Polarlichter in den mittleren Breitengraden in den USA und Europa möglich – also auch in Deutschland und im Südwesten.
Derzeit besonders aktiver Sonnenzyklus
Seit Dezember 2019 nimmt die Aktivität der Sonne wieder zu. Etwa alle elf Jahre - in einem sogenannten Sonnenzyklus - gibt es Phasen mit schwacher und starker Aktivität. Aktuell nähert sich die Sonne einem Maximum.
Die Folgen einer starken Sonneneruption könnten auch die Erde treffen. Solche Eruptionen könnten unter anderem Kommunikationswellen, Stromnetze und Navigationssignale stören und stellten auch ein Risiko für Raumschiffe und Astronauten dar, heißt es seitens der US-Raumfahrtbehörde Nasa..
Die Richtung Erde geschleuderten hochenergetischen Teilchen können demnach in hohen Breitengraden zudem Effekte wie Störungen beim Kurzwellenfunk sowie leicht erhöhte Strahlungswerte für Flugzeuge, die über die Pole fliegen, zur Folge haben.
Auslöser von Sonnenstürmen sind schlagartige Änderungen im Magnetfeld des Sterns. Sie gehen auf eine Art magnetischer Schläuche zurück, die an die Oberfläche durchbrechen können und dort kühle Zonen – die dunklen Sonnenflecken – erzeugen.
Treffen außerhalb der Sonne solche Magnetfeld-Schläuche aufeinander, kann es zu einer Art Kurzschluss kommen, wobei große Mengen an Energie freigesetzt werden. Folge ist ein sogenannter koronaler Massenauswurf. Dabei wird elektrisch geladene Materie aus der heißen Sonnenatmosphäre – der Korona – mit hoher Geschwindigkeit ins Weltall hinausgeschleudert.
Massenauswurf der Sonne führt zu Nordlichtern
Trifft ein solcher Massenauswurf auf das Magnetfeld der Erde, führt das zu Polarlichtern. Bei einem starken Strom kann aber auch die empfindliche Elektronik von Satelliten gestört oder beschädigt werden. Stark schwankende Magnetfelder beeinflussen zudem elektrische Leitungsnetze, können zu Überlastungen von Transformatoren führen und großflächige Stromausfälle auslösen.
Das Nordlicht über Arabaer in der Nähe von Selfoss im Süden von Island am 26. November 2022: Häufig leuchten Polarlichter grün. Foto: Press Association/Owen Humphreys/dpa Am 5. November 2023 waren Polarlichter nach Einbruch der Dunkelheit über dem sächsischen Zwickau zu sehen. Foto: dpa/EHL Media/Tim Meyer Polarlichter waren am 25. September 2023 am Nachthimmel über der Gemeinde Schillig im Kreis Friesland zu bewundern. Foto: dpa/Markus Hibbeler
Die Sonne durchlebt einen etwa elf Jahre währenden sogenannten Sonnenfleckenzyklus mit Phasen schwacher und starker Aktivität. Im Minimum können monatelang keine Flecken zu sehen sein, im Maximum Hunderte. Seit Dezember 2019 hatte die Aktivität der Sonne stetig zugenommen. Aktuell befindet sie sich im Umfeld eines Maximums. Immer wieder waren daher in den vergangenen Monaten Polarlichter auch über Deutschland zu sehen, und teils auch bis hinunter ans Mittelmeer.
2023 war ein echtes Polarlicht-Jahr
Im vergangenen Jahr gab es insgesamt zwölf deutlich sichtbare Polarlichter in Deutschland. Da die Sonne in den Wintermonaten 2023/2024 mit viel Tempo auf das solare Maximum zusteuert, bleiben die Chancen auf spektakuläre Nordlicht-Ereignisse in den kommenden Wochen auch hierzulande weiterhin hoch.
Ob es bei uns dann tatsächlich Polarlichter zu sehen gibt, hängt vor allem davon ab, zu welcher Tageszeit der Sonnensturm die Erde trifft. Da Polarlichter nur nachts zu beobachten sind, sollte ein geomagnetischer Sturm seinen Höhepunkt in der Dunkelheit erreichen.
Zudem braucht es für eine aussichtsreiche Polarlicht-Beobachtung einen möglichst dunklen und sternklaren Himmel. Danach sieht es derzeit über Baden-Württemberg und der Region Stuttgart allerdings nicht aus.
Aurora borealis und Aurora australis
Der wissenschaftliche Name für Nordlichter auf der Nordhalbkugel ist Aurora borealis, für Südlichter auf der Südhalbkugel Aurora australis. Foto: Imago/Pond5 Images Ursache für das himmlisch-bunte Leuchten am Sternenhimmel sind Sonneneruptionen, bei denen es zu einem koronalen Massenauswurf Richtung Erde kommt, der aus Elektronen, Protonen und Atomkernen besteht. Foto: Imago/Addictive Stoc/k Weil Bestandteile des Plasmas elektrisch geladen sind, wechselwirken sie mit dem Erdmagnetfeld und stauchen es quasi zusammen. Foto: Imago/Pond5 Images Durch magnetische Kurzschlüsse im Schweif des Erdmagnetfeldes werden Teilchenströme aus Stickstoff- und Sauerstoffatome der Atmosphäre in den Polarregionen erzeugt. Foto: Imago/Pond5 Images Die dadurch erzeugten Luftteilchen regen zum Leuchten an, was als Polarlicht sichtbar wird. Foto: Imago/Addictive Stock Polarlichter sind meist in zwei drei bis sechs Breitengraden umfassenden Bändern in der Nähe der Magnetpole zu sehen. Foto: Imago/Zoonar
Der wissenschaftliche Name für Nordlichter auf der Nordhalbkugel ist Aurora borealis, für Südlichter auf der Südhalbkugel Aurora australis. Die Sonnenaktivität hat in den vergangenen Monaten zugenommen, mehr Sonnenstürme als gewöhnlich sind entstanden. Im Norden Deutschlands waren schon im März 2023 Polarlichter zu sehen, im Süden dann auch im September vergangenen Jahres.
Ursache für das himmlisch-bunte Leuchten am Sternenhimmel sind Sonneneruptionen, bei denen es zu einem koronalen Massenauswurf Richtung Erde kommt, der aus Elektronen, Protonen und Atomkernen besteht. Weil Bestandteile des Plasmas elektrisch geladen sind, wechselwirken sie mit dem Erdmagnetfeld und stauchen es quasi zusammen.
Durch magnetische Kurzschlüsse im Schweif des Erdmagnetfeldes werden Teilchenströme aus Stickstoff- und Sauerstoffatome der Atmosphäre in den Polarregionen erzeugt, die die Luftteilchen zum Leuchten anregen, was als Polarlicht sichtbar wird. Polarlichter sind meist in zwei drei bis sechs Breitengraden umfassenden Bändern in der Nähe der Magnetpole zu sehen (mit dpa-Agenturmaterial).
Info: Sonneneruptionen und Polarlichter
Sonnenaktivität Die Zahl der Sonnenflecken ist nach Daten der US-Atmosphärenbehörde NOAA derzeit so hoch wie seit über 20 Jahren nicht mehr. Da die Häufigkeit der Sonnenflecken mit der Sonnenaktivität zusammenhängt, entstehen dann auch viele Sonnenstürme. Und die können je nach Richtung auch für die Erde brisant werden. In den nächsten Jahren werde es wahrscheinlich zu mehr Sonnenstürmen kommen, sagt Sami Solanki, Direktor am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS).
Sonnensturm Von dem gigantischen Gasball im Weltall geht permanent Strahlung aus. Die mit den Sonnflecken verbundenen starken Magnetfelder können große Wolken heißen Gases aus den Außenschichten der Sonne ins All schleudern. Diese Gaswolken sind elektrisch geladen und stören daher das terrestrische Magnetfeld, wenn sie die Erde kreuzen. Ist eine solche Strahlung innerhalb der Gasschicht der Sonne – der sogenannten Chromosphäre – besonders stark, kann sie auf der Erde erheblichen Schaden anrichten. Wenn diese sogenannten Sonnenwinde zudem kurzzeitig besonders intensiv sind und die Eruption – auch koronaler Masseauswurf genannt – lokal deutlich stärker ist, spricht man von einem Sonnensturm.
Sonnenflecken Die Sonnenflecken treten in einem etwa elfjährigen Zyklus vermehrt auf. Aktuell befindet sich die Sonne im Solarzyklus 25 und nach Daten der NOAA hat die Zahl der Sonnenflecken bereits das Maximum des vorhergehenden übertroffen. „Allerdings muss auch betont werden, dass Zyklus 24 ein extrem schwacher Zyklus war“, erklärt Solanki. Die Zahl der Sonnenflecken liege über alle Solarzyklen hinweg gesehen derzeit in einem mittleren Bereich. Eine höhere Zahl von Sonnenflecken ist laut Solanki ein Zeichen dafür, dass das Magnetfeld der Sonne stärker und sie selbst aktiver ist. Es gebe dann mehr Massenauswürfe, bei denen ein Teil der Atmosphäre der Sonne einfach rausgeschleudert werde in den interplanetaren Raum, erklärt Sami Solanki.
Entstehung Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) erklärt die Entstehung von Sonnenflecken so: Permanent wirbelt heiße Materie aus dem Inneren der Sonne an die Oberfläche. Dieser Vorgang kann durch lokale Verstärkungen des Magnetfelds der Sonne behindert werden. Die Folge: Es entstehen etwas kältere Stellen auf der Sonnenoberfläche, die als Sonnenflecken sichtbar werden. „Ein Sonnenfleck besteht aus einem sehr starken Magnetfeld. Das ist mehrere Tausendmal so stark wie das Magnetfeld der Erde“, erläutert Solanki. „Das heißt, es kommt dort sehr viel weniger Energie an die Oberfläche und es kann auch viel weniger abgestrahlt werden. Und deshalb erscheinen die Flecken dunkel.“
Sterneruption Je mehr Sonnenflecken Experten entdecken, desto wahrscheinlicher sind Sonneneruptionen. Der europäischen Raumfahrtbehörde Esa zufolge können dabei hochenergetische Teilchen in einer Dimension von mehreren Zehnmilliarden Tonnen ins All geschleudert werden. Sie können innerhalb von Stunden auch zur rund 150 Millionen Kilometer entfernten Erde gelangen. Der Schutzschild der Erde, die Magnetosphäre, „wird dabei wie eine Seifenblase auseinandergezogen und kann sozusagen reißen“. Die Teilchen können dann in das Magnetfeld eintreten.
Erdklima Richtig große Eruptionen gebe es aber selten. Selbst bei wenigen Flecken genüge jedoch „nur ein einzelner riesiger Fleck“ auf der Sonne, der mit großer magnetischer Energie auch für einen gefährlicheren Ausbruch sorgen könne.
