Wenn der Sonnenwind das Erdmagnetfeld verschiebt

Voraussetzung dafür, dass die tanzenden Polarlichter entstehen, sind Eruptionen der Sonne und das Magnetfeld der Erde. Von der aktiven Sonne wird durch koronare Masseauswürfe Materie ins All geschleudert. In unregelmäßigen Böen geht von ihr ein Teilchenstrom aus, der Sonnenwind. Die elektrisch geladenen Teilchen (vor allem freie Elektronen und Protonen als atomarer Wasserstoff) werden vom Magnetfeld der Erde entweder abgelenkt oder eingefangen − je nachdem, wie das Magnetfeld des Sonnenwindes ausgerichtet ist.

Magnetfeldlinien schleudern zurück

Verbinden sich Magnetfeldlinien des Sonnenwindes mit denen des Erdmagnetfelds, werden die irdischen Linien auf die Nachtseite der Erde verschleppt. Wenn immer mehr Teilchen der Sonne dort ankommen, "wird das System instabil", erklärt Sternwarte-Experte Alexander Kerste. Die irdischen Magnetfeldlinien kehren dann mit hoher Geschwindigkeit in ihre Ausgangsposition zurück, reißen die elektrischen Teilchen des Sonnenwindes mit und beschleunigen sie stark.

Da das Erdmagnetfeld in Richtung Nord- und Südpol ausgerichtet ist, strömen die Teilchen dorthin. Beim Eintreffen in die Erdatmosphäre kollidieren die Sonnenteilchen mit Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen in der Lufthülle der Erde. Dadurch wird Energie übertragen, die in Form der schillernden Polarlichter wieder frei wird. Das Polarlicht ist also eine Leuchterscheinung durch angeregte Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle. Wenn der Sonnenwind das Magnetfeld der Erde verschiebt, "sehen wir die Aurora (das Polarlicht) tanzen", erklärt Kerste.

Weil das Magnetfeld der Erde Richtung Nord- und Südpol ausgerichtet ist, sind die Himmelserscheinungen vor allem in einem Oval über den Polen am besten zu sehen. Norwegen, Schweden oder Island sind in Europa ideale Länder zum Beobachten der Polarlichter. Je kräftiger der Sonnenwind ist, desto intensiver sind die Polarlichter. In Norddeutschland sind sie in Küstennähe einige Male im Jahr als schwacher Schimmer erkennbar. "Das lockt einen aber nicht wirklich hinterm Ofen hervor", erklärt Kerste. In Heilbronn ist das Erhaschen eines Polarlichts eher unwahrscheinlich. Da sehe man "eher die Lichter der Straßenbeleuchtung von Stuttgart", vergleicht der Biologe.

Die Intensität des Polarlichts hängt insgesamt auch von der Aktivität der Sonne ab, die sich in bestimmten zeitlichen Rhythmen von schwach zu stark ändert. "Im Jahr 1859", erläutert Kerste, "hat man Polarlichtaktivität bis an den Äquator registriert."