Die Nordlichtsaison im Herbst beginnt mit einem Paukenschlag. Ende September und Anfang Oktober bieten besonders gute Chancen. Rund um die Tagundnachtgleichen im Herbst und Frühjahr treten generell mehr starke Polarlichter auf. Das hängt mit der Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und dem Magnetfeld der Erde zusammen.
Ab Mitte September werden zudem die Nächte deutlich dunkler. All das macht den Herbst zu einem idealen Zeitpunkt für eine Reise nach Nordnorwegen – und für das Erleben eines der spektakulärsten Lichtphänomene der Natur.
Die Polarlichter entstehen auf der Oberfläche der Sonne
Die Ursache der Polarlichter wurde vor mehr als 120 Jahren erstmals vom norwegischen Wissenschaftler Kristian Birkeland erklärt. Er ging davon aus, dass die Sonne einen Strom geladener Teilchen aussendet. Diese treffen auf das Magnetfeld der Erde.
Die Teilchen bestehen aus Protonen und Elektronen. Man nennt sie den Sonnenwind.
Das Magnetfeld der Erde wirkt dabei wie ein unsichtbarer Schutzschild. Es verhindert, dass unsere Atmosphäre direkt vom Sonnenwind getroffen wird. Diese schützende Hülle nennt man die Magnetosphere.
Geomagnetische Stürme entstehen
Der Sonnenwind und solare Stürme transportieren auch das Magnetfeld der Sonne. Dieses kann mit dem Magnetfeld der Erde wechselwirken. Dabei entstehen sogenannte Geomagnetic storm. Sie liefern die Energie für besonders starke Polarlichter.
Hier liegt der Schlüssel zum Verständnis. Rund um die Tagundnachtgleichen treten stärkere und häufigere Nordlichter auf.
Entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen den Effekt
Ein Magnet hat zwei Pole: einen Nord- und einen Südpol. So wie eine Kompassnadel. Auch das Magnetfeld der Sonne besitzt diese beiden Pole.
Ist das Magnetfeld im Sonnenwind nach Süden gerichtet, wirkt es dem nach Norden gerichteten Magnetfeld der Erde entgegen. Die Felder schwächen sich gegenseitig. Der Schutzschild der Erde wird dadurch schwächer.
Es entstehen gewissermaßen Öffnungen in der Magnetosphäre. Geladene Teilchen können leichter in Richtung der Polarregionen strömen. Dort treffen sie auf Atome und Moleküle in der Atmosphäre – und erzeugen die leuchtenden Nordlichter.
Ist das Magnetfeld im Sonnenwind hingegen nach Norden gerichtet, bleibt die Wechselwirkung schwach. Die Nordlichtaktivität ist dann entsprechend gering.
Das Modell stammt aus den 1970er-Jahren
Die Wissenschaftler Christopher Russell und Robert McPherron beschrieben diesen Effekt in den 1970er-Jahren. Er kann das ganze Jahr über auftreten. Besonders stark ist er jedoch rund um die Tagundnachtgleichen.
Ihr Modell erklärt, warum sich diese „Öffnungen“ in der Magnetosphäre dann häufiger bilden. Dieser Zusammenhang wird heute als Russell-McPherron effect bezeichnet.
Es kommt auf die richtige Ausrichtung an
Das Modell zeigt auch, wie wichtig die Ausrichtung des Erdmagnetfelds ist. Ähnlich wie die geneigte Erdachse ist es gegenüber der Sonne und der Umlaufbahn der Erde gekippt.
Zweimal im Jahr steht dieses Feld besonders günstig. Dann kann es geladene Teilchen von der Sonne leichter aufnehmen. Das führt zu stärkeren Polarlichtern.
Gleichzeitig stehen die magnetischen Pole der Erde in einem nahezu rechten Winkel zur Richtung des Sonnenwinds. Dadurch wird dieser besonders wirksam.
Das Ergebnis: mehr geomagnetische Stürme. Und mehr Nordlichter. Dieser Effekt wird als Equinoctial effect bezeichnet. Die derzeit hohe Sonnenaktivität verstärkt ihn zusätzlich.
Alle elf Jahre schlägt das Herz der Sonne
Die Sonne hat gewissermaßen einen Herzschlag. Etwa alle elf Jahre erreicht sie ein Aktivitätsmaximum. Dieses wird anhand der Anzahl der Sonnenflecken gemessen und als Solar maximum bezeichnet.
Darauf folgt einige Jahre später eine ruhigere Phase: das Solarminimum. Während des solaren Maximums treten besonders viele solare Stürme auf.
Die ersten Nordlichter zeigen sich bereits Ende August
Wer diesen Herbst nach Nordnorwegen reist, hat gute Chancen. Vielleicht sogar bessere als seit vielen Jahren. Die Saison beginnt bereits Ende August. Dann werden die Nächte wieder dunkel genug.
Die Nordlichter an einem klaren Himmel tanzen zu sehen, gehört zu den eindrucksvollsten Naturerlebnissen überhaupt.
Pål Brekke ist Sonnenphysiker mit einem Doktortitel in Astrophysik der University of Oslo. Er hat viele Jahre bei der NASA gearbeitet. Heute leitet er die Weltraumwissenschaften bei der Norwegian Space Agency.
Er vermittelt Astrophysik und Nordlichter auch einem breiten Publikum. Er ist ein gefragter Referent und Autor mehrerer Veröffentlichungen. Außerdem hat er eine preisgekrönte Dokumentation über die Nordlichter produziert. Mehr dazu unter www.solarmax.no