Suchen

Satellit beobachtet Tanz von Polarlicht-Elektronen

| Autor / Redakteur: Till Mundzeck, dpa / Sebastian Gerstl

Sie sind schön anzusehen, wenn sie am Himmel aufflackern - und könnten möglicherweise auch den Nachthimmel auf anderen Planeten in bunte Farben tauchen. Japanische Forscher haben nun die Geheimnisse zumindest einer Art von Polarlichtern gelüftet.

Firma zum Thema

Die ERG-Raumsonde beobachtete Choruswellen und gestreute Elektronen in der Magnetosphäre, dem Ursprung der Pulsations-Auroras. Die gestreuten Elektronen fielen in die Atmosphäre aus, was zu einer Polarlichtbeleuchtung führte. Das intermittierende Auftreten von Choruswellen und die damit verbundene Elektronenstreuung führen zu einer Polarlichtpulsation.
Die ERG-Raumsonde beobachtete Choruswellen und gestreute Elektronen in der Magnetosphäre, dem Ursprung der Pulsations-Auroras. Die gestreuten Elektronen fielen in die Atmosphäre aus, was zu einer Polarlichtbeleuchtung führte. Das intermittierende Auftreten von Choruswellen und die damit verbundene Elektronenstreuung führen zu einer Polarlichtpulsation.
(Bild: 2018 ERG science team. )

Ein internationales Forscherteam hat die Entstehung pulsierender Polarlichter aufgeklärt. Mit Hilfe des japanischen Forschungssatelliten Arase konnten die Wissenschaftler um Satoshi Kasahara von der Universität Tokio den komplizierten Tanz der Elektronen, die das farbenprächtige Himmelsspektakel auslösen, erstmals direkt verfolgen. Die im britischen Fachblatt Nature veröffentlichte Beobachtung bestätigt eine jahrzehntealte Theorie. Derselbe Prozess könnte demnach auch auf anderen Planeten Polarlichter aufleuchten lassen.

Polarlichter entstehen, wenn energiereiche Elektronen in die Atmosphäre eindringen und Luftmoleküle zum Leuchten anregen. Das geschieht nahe der Pole am häufigsten, wo die Feldlinien des Erdmagnetfelds steil in Richtung Erde verlaufen. Denn die elektrisch geladenen Elektronen bewegen sich entlang dieser Feldlinien.

Neben den oft wabernden roten, grünen und violetten Lichtvorhängen gibt es auch pulsierende Polarlichter in Form flackernder Himmelsareale, die hunderte Kilometer groß sein können. Sie werden durch einen unregelmäßigen Fluss energiereicher Elektronen in die Erdatmosphäre ausgelöst. Wie das genau geschieht, ließ sich bislang allerdings nicht beobachten.

Forscher nahmen an, dass Fluktuationen in der Magnetosphäre, also dem Wirkungsbereich des Erdmagnetfelds, bestimmte Plasmawellen erzeugen. Diese sogenannten Chorwellen (englisch Chorus Waves) können energiereiche Elektronen in die oberen Atmosphärenschichten regnen lassen.

Bisherige Messgeräte konnten die hinabregnenden Elektronen jedoch nicht von anderen Elektronen unterscheiden, wie die Universität Tokio erläutert. Erst mit einem Spezialdetektor, den das Team von Kasahara für den Satelliten Arase entwickelt habe, sei dies nun möglich. Dazu muss sich der Satellit allerdings auf der passenden Feldlinie des Erdmagnetfelds aufhalten.

Als am 27. März 2017 pulsierende Polarlichter über Kanada aufflammten, hatten die Forscher Erfolg: "Wir haben zum ersten Mal die Streuung von Elektronen durch Chorwellen direkt beobachtet, die einen Teilchenniederschlag in die Erdatmosphäre erzeugt hat", betont Kasahara in einer Mitteilung seiner Universität. "Der hinabregnende Elektronenfluss war intensiv genug, um pulsierende Polarlichter zu erzeugen."

Die Korrelation der Chorwellen und Elektronenfluktuationen im Weltall, Zehntausende Kilometer von der Erde entfernt, mit den pulsierenden Polarlichtern in der Erdatmosphäre in Polnähe bestätigte die Modellvorstellungen. Da auch in den Magnetosphären der Riesenplaneten Jupiter und Saturn Chorwellen nachgewiesen wurden, könnten auch dort auf dieselbe Weise Polarlichter entstehen, meinen die Wissenschaftler.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 45142933)