Reflektiertes Polarlicht über Alaska

In einem von Seerosen bedeckten Teich spiegeln sich rote und grüne Polarlichter am Himmel.

Bildcredit und Bildrechte: Todd Salat (AuroraHunter); Himmelsbeschriftung: Judy Schmidt

Manche Polarlichter erkennt man nur mit einer Kamera. Dann bezeichnet man sie als subvisuell, weil sie zu blass für das bloße Auge sind. Das grüne Polarlicht im Bild war gut sichtbar, das rote Polarlicht kam erst nach einer Belichtungszeit von 20 Sekunden zum Vorschein. Der Grund dafür ist, dass das menschliche Auge das Licht nur im Bruchteil einer Sekunde aufnimmt, während der Verschluss einer Kamera viel länger geöffnet sein kann.

Die malerische Szene entstand letzten Herbst bei Anchorage im US-amerikanischen Alaska. Beim Fotografieren hielt eine Kamera sowohl das sichtbare grüne als auch das unsichtbare rote Polarlicht fest. Die Lichter spiegelten sich in einem See, der mit Seerosen bedeckten war. Hoch oben leuchteten Tausende Sterne, darunter der Sternhaufen der Plejaden. Rechts über den Wolken am Horizont posierte der Planet Jupiter.

Polarlichter entstehen, wenn energiereiche Teilchen von der Sonne auf die Magnetosphäre der Erde treffen. Dabei werden Elektronen und Protonen zu den Polen der Erde gelenkt und treffen auf Luft. Rote und grüne Polarlichter entstehen meist durch angeregte Sauerstoffatome. Die roten Emissionen treten – wenn sichtbar – in größerer Höhe auf. Polarlichter können viele Formen und Farben annehmen.

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Polarlicht über dem White-Dome-Geysir

Aus einer Felsspalte strömt eine weiße Gasfahne. Dahinter schimmern grüne und rote Polarlichter, durch die Sterne zu sehen sind. Die Landschaft wird vom Mond beleuchtet.

Bildcredit und Bildrechte: Robert Howell

Manchmal brechen Himmel und Erde gleichzeitig aus. Zu Beginn des Monats traten unerwartet farbenprächtige Polarlichter auf. Am Horizont leuchteten grüne Nordlichter, hoch oben strahlten gleißende Bänder roter Polarlichter. Der Mond erhellte den Vordergrund der malerischen Szene. In weiter Ferne leuchteten vertraute Sterne.

Der sorgfältige Astrofotograf plante dieses Bildmosaik und fotografierte es im Feld des White-Dome-Geysirs. Er befindet sich im Yellowstone-Nationalpark im Westen der USA. Tatsächlich brach kurz nach Mitternacht der White Dome aus und schleuderte einen Schwall Wasser und Dampf meterhoch in die Luft. Das Wasser des Geysirs wird mehrere Kilometer unter der Oberfläche von glühendem Magma zu Dampf erhitzt. Dann steigt es durch Felsspalten zur Oberfläche auf.

Etwa die Hälfte aller bekannten Geysire befinden sich im Yellowstone-Nationalpark. Der geomagnetische Sturm, der diese Polarlichter erzeugte, ist bereits abgeflaut. Doch der White-Dome-Geysir bricht weiterhin alle 30 Minuten aus.

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Polarlichter über dem Planeten Erde

Über dem nächtlichen Kontinent Nordamerika leuchten helle Wellen, es sind Nordlichter, die weit nach Süden reichen.

Bildcredit: NASA, NOAA, GSFC, Suomi NPP, Earth Observatory; Bearbeitung: Jesse Allen und Robert Simmon

Nordamerika ist auf dieser Ansicht leicht zu erkennen. Das Bild wurde am 8. Oktober vom Satelliten Suomi-NPP nachts in der Umlaufbahn fotografiert. In der oberen Bildhälfte rollen ungewöhnliche leuchtende Wellen über die kanadischen Provinzen Quebec und Ontario. Es sind Polarlichter oder Nordlichter.

In den vergangenen Tagen leuchteten nach starken geomagnetischen Stürmen eindrucksvolle Polarlichter. Sie umkreisten die Pole und reichten bis in relativ südliche Breiten. Am 4. und 5. Oktober brach ein koronaler Massenauswurf aus, er traf etwa drei Tage später auf die Magnetosphäre der Erde und löste die Polarlichter aus.

Die Lichtschleier leuchten mehr als 100 Kilometer über der Oberfläche. Sie entstehen, wenn geladene Teilchen in der Magnetosphäre beschleunigt werden und in der oberen Atmosphäre Sauerstoff und Stickstoff anregen.

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Polarlicht und Feuerkugel über Norwegen

Hinter einem Berg, der sich vorne im Fluss Signalelva spiegelt, leuchten grüne und purpurfarbene Polarlichter, und eine Feuerkugel zischt schräg hinter den Berg.

Bildcredit und Bildrechte: Ole C. Salomonsen (Arctic Light Photo)

Was passiert hinter diesem Berg? Verschiedene Himmelsspektakel treffen aufeinander. Eines Nachts Mitte September leuchteten in der Nähe der norwegischen Stadt Tromsø rote Polarlichter in großer Höhe. Sie schimmerten anscheinend durch tiefer liegende grüne Polarlichter. So entstand ein auffälliges, etwas ungewöhnliches violettes Leuchten.

Plötzlich blitzte am Himmel eine besonders helle Feuerkugel auf, als ein kleiner Kiesel aus dem All gewaltsam in die Erdatmosphäre eindrang. Das Licht erhellte den fernen Gipfel, den man als Otertinden in den Lyngenalpen kennt. Der helle Meteor verschwand zufällig hinter demselben Berg und spiegelte sich vorne im Fluss Signalelva.

Vielleicht würdet ihr euch glücklich schätzen, entweder ein Polarlicht oder einen hellen Meteor zu sehen. Doch solche Bilder wurden schon mehrmals mit beidem fotografiert.

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Ziegenpolarlicht über Grönland

Das Polarlicht im Bild erinnert an einen Ziegenkopf. Vorne steht ein Bauernhaus in Tasiusaq in der grönländischen Kommune Kujalleq.

Bildcredit und Bildrechte: Juan Carlos Casado (TWAN)

Manchmal kann man kaum glauben, was man am Himmel sieht. Bei der Shelios-Expedition Ende August nach Grönland sahen Veteranen* der Himmelsbeobachtung farbenprächtige Polarlichter mit ungewöhnlichen Formen, die sich ungewöhnlich schnell veränderten. Sie waren mit nichts vergleichbar, was sie je gesehen hatten.

Als sich die Polarlichter entfalteten und sich dabei ständig veränderten, breiteten sich am Himmel riesige Gebilde aus. Sie mutierten von einer vertrauten Form zur nächsten. Oben zum Beispiel erinnerte ihre Form an den Kopf einer Ziege, dann wieder an den Kopf eines Elefanten, einen seltsamen Kometen mit grünem Schweif oder Finger einer Himmelshand.

Auch ohne Polarlicht wäre der Himmel denkwürdig gewesen – wegen dem gewölbten Band der Milchstraße und dem interessanten Sternenfeld, den Nebeln und Galaxien. Das Bild entstand in Tasiusaq in der grönländischen Kommune Kujalleq. Das Bauernhaus im Vordergrund bildet einen Kontrast zum Himmel.

Das Shelios-Projekt dient nicht nur der Beobachtung von Polarlichtern, es soll auch Studenten eine Wissenschaftskarriere schmackhaft machen.

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Septemberpolarlicht

Über der Silhouette einer einzelnen Kiefer laufen Polarlichtstrahlen zusammen. Oben stehen die Sternbilder Kassiopeia und rechts der Kleine Wagen. Links unten ist der helle Stern Atair.

Bildcredit und Bildrechte: Fredrick Broms (Northern Lights Photography)

Morgen erreichen wir das September-Äquinoktium. Die Sonne kreuzt den Himmelsäquator Richtung Süden. Das Ereignis markiert den astronomischen Beginn des Frühlings auf der Südhalbkugel, im Norden beginnt der Herbst.

Der Zusammenhang ist zwar rätselhaft, doch mit der Tag- und Nachtgleiche nehmen im Norden geomagnetische Stürme zu. Wenn also die Nächte länger werden, beginnt mit dem Äquinoktium auch eine gute Zeit für Polarlichter.

Am 20. September wurden diese farbigen Nordlichter an der Küste vor der nordnorwegischen Stadt Tromsø mit Weitwinkelobjektiv fotografiert. Die Polarlichtstrahlen leuchten in einer Höhe von etwa 100 Kilometern. Sie verlaufen parallel, doch wegen der Perspektive laufen sie im Fluchtpunkt hinter der Silhouette einer Kiefer zusammen.

Die zauberhafte nördliche Nacht war sternenklar. Rechts über der Baumkrone steht der Polarstern,. Links ist der gelbliche Riesenstern Shedar (Alpha Cassiopiae) und rechts Kochab (Beta Ursae Minoris). Der helle Altair leuchtet links unten hinter dem grünlichen Polarlichtschleier.

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Südpolstrichspuren

Um den Himmelssüdpol verlaufen vollständig kreisförmite Strichspuren. Links schimmert über dem Horizont ein grünes Polarlicht. Rechts oben sind Teile der Südpolstation als Silhouetten und einige rote Lichter zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Robert Schwarz (Südpolstation)

Kein Stern sinkt unter dem Horizont, und die Sonne steigt auf diesem interessanten Bild für Lewins Challenge nicht darüber. Die Strichspur-Aufnahme wurde 24 Stunden durchgehend belichtet. Es gibt auf dem Planeten Erde nur zwei Orte, an denen so ein Bild aufgenommen werden kann, das alle Strichspuren als vollständige Kreise zeigt.

Dieses Beispiel wurde am 1. Mai 2012 aufgenommen. Die Kamera stand in einem geheizten Gehäuse auf dem Dach des Martin A. Pomerantz Observatory MAPO am Südpol. Oben in der Mitte dieser Strichspurkreise befindet sich im blassen Sternbild Oktant die Projektion der Erdrotationsachse. Dort ist der Himmelssüdpol.

Ein Stern zieht einen kleinen, relativ hellen Kreis um den Himmelssüdpol. Es ist Beta Hydri, er ist nicht so gut platziert wie der Polarstern beim nördlichen Himmelspol. Auch ein schimmerndes Südlicht war in dieser 24 Stunden dauernden Nacht zu Besuch.

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Rosarotes Polarlicht über dem Crater Lake

Über einem See leuchten violette Polarlichter. Der Himmel ist voller Sternbilder.

Bildcredit und Bildrechte: Brad Goldpaint (Goldpaint Photography)

Warum schimmert dieses Polarlicht so auffallend purpurn? Dieses Foto des malerischen Crater Lake im US-Bundesstaat Oregon vom letzten Monat zeigt den Himmel von ungewöhnlich gefärbten Polarlichtern erhellt. Vieles an dem physikalischen Mechanismus, wie Polarlichter entstehen, ist bekannt. Doch die Vorhersage, welche Farben Polarlichter haben und wann sie auftreten, wird weiterhin erforscht.

Wir wissen, dass tiefere Polarlichter meist grün leuchten. Sie entstehen in einer Höhe von etwa 100 Kilometern, wenn Sauerstoffatome in der Atmosphäre von schnellem Plasma aus dem Weltraum angeregt werden.

Polarlichter in einer Höhe von etwa 200 Kilometern erscheinen rot. Sie werden ebenfalls von rekombinierendem Sauerstoff in der Atmosphäre abgestrahlt. Einige der höchsten sichtbaren Polarlichter – in einer Höhe von 500 Kilometern – leuchten blau. Sie entstehen durch Stickstoffionen, die Sonnenlicht streuen.

Wenn man vom Boden aus durch verschiedene Schichten Polarlichter in unterschiedlicher Ferne blickt, können sich ihre Farben vermischen. So können neue, einzigartige Farbtöne entstehen – in diesem Fall die oben gezeigten seltenen Purpurfarben.

In den nächsten Jahren nähert sich die Sonne einem Aktivitätsmaximum. Daher halten die Teilchenströme von der Sonne sicherlich an. Wahrscheinlich treten sogar noch mehr unvergessliche nächtliche Spektakel auf.

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