Ein SAR-Bogen über Neuseeland

Über einer Landschaft mit einem Gewässer leuchtet ein Polarlicht. Über dem Horizont ist ein intensives, helles grünes Licht, darüber ein viel dunkleres purpurnes Leuchten.

Bildcredit und Bildrechte: Tristian McDonald; Text: Tiffany Lewis (Techn. Univ. Michigan)

Was für ein ungewöhnlicher rote Halo umgibt dieses Polarlicht? Es ist ein stabiler roter Polarlichtbogen (engl. Stable Auroral Red – SAR). SAR-Bögen sind selten. Sie werden erst seit 1954 als Phänomen anerkannt und erforscht.

Das Panorama zeigt einen fast kompletten SAR-Bogen. Er umgibt ein weniger seltenes grünes und rotes Polarlicht. Dieses entstand in Poolburn in Neuseeland und wurde nach einem sehr energiereichen geomagnetischen Sturm fotografiert.

Derzeit erforscht man, wie SAR-Bögen entstehen. Es hängt wohl mit dem schützenden Magnetfeld der Erde zusammen, das durch geschmolzenes Eisen tief im Erdinneren entsteht. Das Magnetfeld leitet geladene Teilchen aus dem Sonnenwind, die von außen einströmen, zu den Magnetpolen der Erde. Allerdings fängt es auch einen Ring aus Ionen ein, der näher beim Äquator liegt. Diese Ionen können dort in Zeiten hoher Sonnenaktivität Energie aus der Magnetosphäre ziehen.

Die energiereichen Elektronen im Ionenring stoßen mit Sauerstoffatomen zusammen und regen sie an. Dadurch leuchtet der Sauerstoff rot. Das Phänomen tritt in höheren Schichten der Ionosphäre der Erde auf als typische Polarlichter. Die aktuelle Forschung zeigt, dass sich ein roter SAR-Bogen vielleicht sogar in einen violetten und grünen STEVE umwandeln kann.

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Regenbogen-Polarlicht über isländischem Wasserfall

In der Bildmitte ist ein Wasserfall unter einem Sternenhimmel zu sehen. Über dem Wasserfall wölbt sich ein buntes Polarlicht. Über dem Polarlicht wölbt sich das zentrale Band der Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Stefano Pellegrini

Ein Polarlicht in den Farben des Regenbogens – gibt es das überhaupt? Durchaus. Ein Polarlicht kann wie ein Regenbogen aussehen, obwohl es verschiedene Phänomene sind. Polarlichter entstehen durch Teilchen, die von der Sonne stammen. Sie werden vom Magnetfeld der Erde in die Atmosphäre gelenkt. Wenn Atome in unterschiedlichen Höhen angeregt werden, entstehen die Farben.

Ein Regenbogen entsteht, wenn fallende Regentropfen das Sonnenlicht brechen. Dabei lenken die Tropfen verschiedene Farben in leicht abweichenden Winkeln ab. Leider erzeugen Polarlichter keine Wasserfälle. Aber wenn man gut plant und Glück hat, kann man beides zusammen fotografieren.

Dieses Bild entstand aus mehreren Aufnahmen. Alle wurden letzten Monat in derselben Nacht beim Wasserfall Skógafoss auf Island fotografiert. Als sich der Fotograf vorbereitete, wollte er das zentrale Band der Milchstraße über dem malerischen Wasserfall einfangen. Wie es der Zufall wollte, erschien kurz darauf ein spektakuläres Polarlicht. Es schimmerte unter dem Bogen der Galaxis. Weit dahinter erkennt man den Sternhaufen der Plejaden und die Andromeda-Galaxie.

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Eine Sommernacht im Dezember

Über einem ruhigen Wasser leuchtet ein Südlicht, der Himmel ist von Strichspuren und schillernden Farben überzogen, am Horizont sind die Silhouetten von Bergen.

Bildcredit und Bildrechte: Ian Griffin (Otago Museum)

Diese 8-Minuten-Aufnahme zeigt Farben am ruhigen Abendhimmel. Das Bild entstand im Dezember um die Sonnenwende herum in Neuseeland auf der Südhalbkugel des Planeten Erde. Der Blick nach Süden zeigt die Strichspuren als kurze konzentrische Bögen. Sie verlaufen um den Südhimmelspol des rotierenden Planeten. Der Himmelssüdpol liegt knapp über dem oberen Bildrand.

Links über der Mitte verlaufen die Spuren der Sterne im Kreuz des Südens sowie ein dunkler Fleck. Es ist der Kohlensacknebel in der Milchstraße. Alpha und Beta Centauri ziehen die helleren, gelb und blau gefärbten Spuren. Sie spiegeln sich unten im Wasser. Das Gewässer ist die Hooper-Bucht an der Pazifikküste auf der Halbinsel Otago der Südinsel.

In der kurzen Sommernacht im Dezember leuchteten Südlichter am Himmel über den Hügeln in leuchtend grünen und rötlichen Farben. Das Südlicht wird durch Kollisionen mit energiereichen Teilchen angeregt. In der oberen Atmosphäre ist ein Leuchten, es ist anders als das Polarlicht. Die zarten grünen Bänder des Luftleuchtens entstehen durch eine Folge chemischer Reaktionen. Sie werden von Sonnenlicht ausgelöst. Die diagonalen Bänder verlaufen links oben.

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Polarlicht und Milchstraße über Norwegen

Hinter einem malerischen Vordergrund ist ein sternenklarer Nachthimmel zu sehen. Im Vordergrund sind abgerundete Felsen und eine Person vor einem entfernten Meer zu sehen. Hinten sind das Band der Milchstraße und helle Polarlichter.

Bildcredit und Bildrechte: Giulio Cobianchi

Was sind die beiden riesigen Bögen am Himmel? Der bekanntere ist links das zentrale Band der Milchstraße. Die gewaltige Scheibe aus Sternen und Nebeln umschließt hier einen Großteil des südlichen Himmels. Unter dem Sternbogen leuchten der orangefarbene Planet Mars und die ausgedehnte Andromeda-Galaxie.

Doch die kalte Polarnacht bot noch mehr! Einige Minuten lang erschien in dieser kalten arktischen Nacht ein zweiter großer Bogen am Himmel. Er war doppelt und umschloss einen Teil des nördlichen Himmels: Es war ein Polarlicht. Polarlichter sind viel näher als Sterne. Sie bestehen aus leuchtender Luft hoch oben in der Erdatmosphäre.

Außerhalb des grünen Polarlichtbogens leuchtet eine Sterngruppe. Diese ist landläufig als Großer Wagen bekannt. Das Digitalkomposit aus 20 Bildern entstand Mitte November 2022 über den Inseln von Lofoten in Norwegen.

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Kleiner Planet mit Polarlicht

Mitten im Bild schwebt ein kleiner Planet, auf dem ein paar Menschen stehen. Links unten und oben ragen Berge über den Horizont. Links oben fällt ein Wasserfall in einen Fluss, der nach rechts fließt. Rechts leuchtet helles Licht. Rund um den Planeten leuchten starke Polarlichter.

Bildcredit und Bildrechte: Victor Lima

Dieser schroffe kleine Planet ist in ein unheimliches grünes Licht getaucht. Anscheinend gibt es dort atemberaubende Wasserfälle und einen unglaublich hohen Berg. Der Planet ist natürlich die Erde. In der Nacht vom 9. November 2023 entstand dieses 360°-Mosaik mit einer Digitalkamera in der Bergregion Kirkjufell, die im Westen von Island liegt. Das Bild ist auf den Nadir zentriert.

Schleier eines schimmernden Polarlichts beleuchten den Sternhimmel blassgrün. Die Polarlichter heißen im Norden auch Nordlichter oder Aurora Borealis. Ein starkes Polarlicht entsteht durch erhöhte Sonnenaktivität. Anfang November schüttelte ein Sonnensturm die Magnetosphäre der Erde durch und verursachte einen starken geomagnetischen Sturm.

Der Berg Kirkjufell ist oben am kreisrunden Horizont dieser stereographischen Projektion. Wer auf der nördlichen Halbkugel lebt, erkennt vermutlich vertraute Sternmuster, z.B. den Großen Wagen über der Spitze des Kirkjufell. Rechts unten leuchten der kompakte Sternhaufen der Plejaden und der Riesenplanet Jupiter am Nachthimmel des kleinen isländischen Planeten.

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Nachtlichter in Qeqertaq

Über einem grün beleuchteten See schweben riesige Schleier aus Polarlicht. Hinter dem See sind Berge und ein lila gefärbter heller Eisberg.

Bildcredit und Bildrechte: Dennis Lehtonen

Lichtverschmutzung ist in Qeqertaq normalerweise kein Problem. Das abgelegene Küstendorf im Westen Grönlands zählte im Jahr 2020 nur 114 Einwohner. Trotzdem leuchten die Lichter am dunklen Himmel. Während des jüngsten starken geomagnetischen Sturms auf der Erde tanzten am 6. November diese wunderschönen Polarlichtvorhänge über der arktischen Welt. Noch vor der Wochen andauernden Polarnacht auf 70 Grad nördlicher Breite spiegelt sich das inspirierende Schauspiel der Nordlichter in den Gewässern der Diskobucht. In dieser Ansicht der abgelegenen Siedlung wird ein einsamer Eisberg von den Lichtern der Küste beleuchtet, während er über das eisige Meer treibt.

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Der SAR und die Milchstraße

Am Horizont zeichnet sich vor einem hellen Licht die Silhouette eines Baums ab, links steht ein Wald, dazwischen führt ein Weg zum Horizont.
Am Himmel wölbt sich die Milchstraße und ein intensiv rotes Licht.

Bildcredit und Bildrechte: Julien Looten

Dieser breite, rot leuchtende Bogen überraschte am teilweise bewölkten Abendhimmel über Nordfrankreich. Das zarte atmosphärische Lichtband reicht zum Zenit hinauf. Es ist ein Beispiel für einen stabilen roten Polarlichtbogen (Stable Auroral Red oder SAR). Das oben gezeigte Mosaik verläuft Westen nach Osten und entstand aus Bildern vom 5. November.

Das seltene nächtliche Phänomen am Himmel wurde weltweit auch in ungewöhnlich niedrigen Breitengraden beobachtet. Es ging mit dynamischeren Polarlichtern einher, die ein starker geomagnetischer Sturm hervorrief. SAR-Bögen und ihre Beziehung zu Polarlichtern wurden sowohl durch Bürgerwissenschaft als auch Satellitendaten erforscht.

Die tiefroten SAR-Emissionen stammen aus deutlich höheren Lagen als normale Polarlichter. Sie werden vermutlich durch eine starke Erwärmung aufgrund von Strömungen in der inneren Magnetosphäre der Erde verursacht. Hinter dem SAR wölbt sich die Milchstraße über den Wolkenbänken am Horizont, sie ist ein regelmäßiger Besucher am Nachthimmel über Nordfrankreich.

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Rotes Polarlicht über Italien

Hinter einem verschneiten Tal mit einer weiter entfernten, lichtdurchfluteten Ansiedlung leuchtet über dem Horizont mit Bergen ein rotes Polarlicht. Oben wölbt sich die Milchstraße.

Bildcredit und Bildrechte: Giorgia Hofer

Was war das rote Leuchten letzte Nacht am Horizont? Ein Polarlicht. Auf der Oberfläche unserer ungewöhnlich aktiven Sonne fand vor einigen Tagen eine Explosion statt. Dabei wurde eine Ladung an Elektronen, Protonen und massereicheren geladenen Kerne ausgestoßen.

Dieser koronale Massenauswurf (KMA) löste hier auf der Erde Polarlichter aus, die auf der Nordhalbkugel ungewöhnlich weit im Süden beobachtet wurden. Es war zum Beispiel das erste Mal, dass die Astrofotografin ein Polarlicht in ihrer Heimat Italien fotografieren konnte. Außerdem zeigen viele Bilder die Polarlichter in einem ziemlich intensiven Rot.

Im Vordergrund dieses Bildes seht ihr die Stadt Comelico Superiore in den italienischen Alpen. Das zentrale Band unserer Milchstraße steigt von links unten auf. Doch am augenfälligsten ist das helle, rote Polarlicht rechts. Dieses Bild entstand aus Vordergrund- und Hintergrundbildern, die nacheinander mit derselben Kamera am selben Ort fotografiert wurden.

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