Energie der Sonnenwinde

Naturschauspiel Polarlichter: Wenn uns das Erdmagnetfeld vor gefährlicher Strahlung schützt

von Karim Belbachir

Polarlichter treten immer dann auf, wenn ein Sonnenwind auf die Atmosphäre der Erde trifft. Sie sind ein schönes Schauspiel und doch zeigen sie, wie stark die Erde von der Sonne mit gefährlicher Strahlung beschossen wird. Das ist nämlich nicht ganz ungefährlich.

Was sind Polarlichter?

Russland, Polarlichter bei Murmansk MURMANSK REGION, RUSSIA - JANUARY 10, 2022: Northern lights are seen over forest tundra in the Murmansk Region, northwest Arctic Russia, in midwinter. The Murmansk Region is one of Russia s best places for seeing n
Polarlichter sind in Polarregionnen von September bis April fast jede Nacht zu beobachten.

Als Polarlichter wird das spektakuläre Leuchten der Atmosphäre genannt, was meist in den nördlichen Breitengraden zu beobachten ist. Dabei werden Stickstoff und Sauerstoffatome in der Atmosphäre in etwa 150 Kilometern Höhe von den geladenen Teilchen der Sonnenwinde getroffen und ionisiert. Dies tritt vermehrt an den Polen auf, da der Sonnenwind dort tiefer in die Atmosphäre eindringen kann. Dadurch werden die Teilchen in verschiedenen Farben zum Leuchten gebracht.

So leuchtet der Himmel in violetter oder blauer Farbe, wenn die Stickstoffatome angeregt werden. Grünes Licht gibt es dann, wenn mehr Sauerstoffatome ionisiert werden. In höheren Atmosphärenschichten leuchten die Sauerstoffatome auch gerne rot. Je stärker die Sonnenwinde sind, desto weiter südlich sind die Nordlichter (Aurora Borealis) zu sehen. Bei maximaler Sonnenaktivität und entsprechenden Sonnenstürmen können wir auch in Deutschland das Naturspektakel erleben.

Welche Gefahr droht uns durch das Weltraumwetter?

HANDOUT - 18.02.2022, ---: Sonneneruption, aufgenommen von der Sonde «Solar Orbiter». (zu dpa «Gefahr aus dem All: Sonnenstürme können Hightech der Erde lahmlegen») Foto: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA/dpa - ACHTUNG: Nur zur redaktionellen Verwend
Eine Sonneneruption die bis in den Weltraum abstrahlt, beobachtet vom Solar Orbiter.

So schön das Lichtschauspiel auch sein mag, so sehr verdeutlicht es uns doch auch, wie sehr wir auf der Erde vor gefährlicher Strahlung geschützt sind. Vor allem dann, wenn die Sonne einen besonders großen koronalen Massenausstoß verzeichnet, der in unsere Richtung geschleudert wird. Dieses auch als Sonnensturm bekannte Ereignis könnte elektronische Geräte in kürzester Zeit zerstören. Der Teilchenstrom aus Protonen und Elektronen trifft erst unsere Satelliten und kann zu einem Ausfall führen. An den Polen sind Lebewesen einer größeren kosmischen Strahlung ausgesetzt, da dort das Magnetfeld der Erde dünner ist.

Aber auch auch in unseren Breitengraden könnte es zu einem Ausfall von Mobilfunk und Internet kommen. Das Stromnetz könnte gestört oder gar unterbrochen werden, was vor allem für Krankenhäuser verheerend wäre. Besonders die Satelliten, die für unsere Navigationsgeräte zuständig sind, waren durch Sonnenstürme häufig betroffen. Erst kürzlich zerstörte ein Sonnensturm die Starlink-Satelliten von Elon Musk. Glücklicherweise kommt es nicht so häufig vor, dass Sonnenstürme in unsere Richtung schießen.

Wie schützt sich die Menschheit vor den Gefahren?

Der Solar Orbiter auf seinem Weg zur Sonne. Von ihm erwarten die ESA-Wissenschaftler tolle Bilder von unserem Wärmespender.
Der Solar Orbiter auf seinem Weg zur Sonne. Von ihm erwarten die ESA-Wissenschaftler tolle Bilder von unserem Wärmespender.

Es gibt mehrere Weltraummissionen, die darauf ausgelegt sind, das Weltraumwetter besser einschätzen zu können. Die berühmtesten sind wohl der Solar Orbiter, der gerade in die Umlaufbahn des Merkurs eingebogen ist und am 26. März 2022 seinen sonnennächsten Punkt in 42 Millionen Kilometern Entfernung zur Sonne erreicht. Die ESA-Raumsonde soll mehr Aufschluss über das Weltraumwetter bringen und so vielleicht sogar besser prognostizieren können.

Genauso wichtig ist die Mission der NASA-Sonde Parker Solar Probe. Sie soll die Sonnenkorona erforschen – also die äußere Atmosphäre unseres Sterns. Dafür umrundet die Raumsonde mehrmals die Sonne. Ende Februar war sie zuletzt an ihrem sonnennächsten Punkt. Allein dieses Jahr umrundet sie unseren Wärmespender vier Mal. Die Auswertungen dieser Sonden und weiterer folgender werden es der Menschheit hoffentlich ermöglichen, frühzeitig gefährliche Sonnenstürme zu erkennen und Vorkehrungen zu treffen.

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(kfb)