Sternhimmel Polarlichter Astrobilder
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| Sternwarte Weikersheim Sternhimmel Polarlichter Astrobilder
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Da in letzter Zeit "Aurora Borealis", auch Polar- oder Nordlicht genannt, auch in unseren deutschen Breitengraden eine grössere Rolle spielt, habe ich mich entschlossen, dieses wunderschöne Naturschauspiel auch mit in meine Heimseite aufzunehmen. Für mich persönlich war es in der Nacht zum 31. Oktober 2003 das erste Mal, dass ich ein Polarlicht gesehen habe. Und wie sich herausstellte, war es generell das intensivste je gemessene Lichtphänomen am Himmel über Deutschland. Ich möchte hier erklären, was Polarlichter überhaupt sind, wann und wo sie auftreten können und vor allem natürlich auch (wenn möglich) selbstgemachte Bilder davon zeigen. Wichtig!!! Diese Seite ist eine Zusammenstellung mehrerer Grafiken verschiedener Urheber. Diese sind unterhalb der entsprechenden Grafik genannt und verlinkt. Zusätzlich kommt man durch einen Klick auf eine Grafik auf die entsprechende Webseite. Am Ende dieses Dokuments verlinke ich noch einmal zu den verschiedenen Urhebern. Browserfenster aktualisiert sich alle 180 Sekunden von selbst!
Bilder:
Weitere eigene Bilder gibt es in der Polarlicht-Bildergallerie
Naja... im Prinzip is das schnell beantwortet: Polarlichter sind eigentlich nichts anderes als Leuchtstoffröhren am Himmel, flapsig gesagt. Die genauere, wissenschaftlich ehrenwerte Erklärung folgt nun: Unsere Sonne is ein gigantischer Kernfusionsofen mit einer Temperatur im innern von etwa 15 Millionen Grad Celsius und an der Oberfläche etwa 6000 Grad Celsius. Auf dieser Oberfläche blubbert und kocht es ständig umher, ähnlich wie in einem Topf kochendem Pudding: ab und zu passiert es, dass eine Blase an die Oberfläche tritt und platzt. Durch das Platzen gibt es Sauerei nach aussen. So auch auf der Sonne. Bloss dass die Blasen nicht aus Pudding sondern aus Plasma sind und auch etwa 30000 km bis viele 100000 km gross sind. Dadurch wird Sonnenmaterie ins All geschleudert. Diese Materie, die aus geladenen Teilchen besteht, hat typischerweise Geschwindigkeiten zwischen 500 und 800 km/sec und wird in alle Raumrichtungen ausgestossen, auch Richtung Erde.
Nun kommen einige Grafiken, anhand derer man sich mit etwas Übung und Routine einen Überblick der aktuellen Polarlichtwahrscheinlichkeit verschaffen kann. Diese Grafiken stammen nicht von mir, sondern werden von verschiedenen Webseiten importiert. Sie werden normalerweise alle paar Minuten aktualisiert, weshalb man auch alle paar Minuten das Fenster des Browsers neu laden sollte. Ähnliche, interessante Seite zum Thema Polarlichter: www.meteoros.de
Um sich aktuell über die geomagnetische Aktivität auf dem laufenden zu halten, kann man einen Blick auf ein Magnetometer in der Nähe des eigenen Standortes werfen. Hier bietet sich mittlerweile eindeutig ein Blick auf www.sam-europe.de an. Mit der Zeit lernt man, die Sonnenwinddaten halbwegs richtig zu interpretieren. Man schaut dann immer weniger auf die Dichte und viel mehr auf Bt und Bz. Um bei "normaler CME Geschwindigkeit" (600-800 km/sec) in Deutschland Polarlichter sehen zu können, sind Bt-Werte grösser 20nT und Bz kleiner -15nT über längere Zeit notwendig. Ist einmal eine Polarlichtwarnung erfolgt, sollte man sich etwa an Dunkelheit gewöhnen, denn oft sind Nordlichter nicht so sehr intensiv, so dass man sie nur mit gut adaptierten Augen wahrnehmen kann. Ist dies der Fall und macht das Wetter mit, solle man natürlich grob Richtung Norden schauen. Um die Mitternachtszeit ist die beste Zeit, denn da reicht das Auroraoval am weitesten Richtung Süden. Es kommt auch vor, dass man ein Nordlicht sieht, es aber nicht als solches identifiziert, es vielmehr eher als "Stadtlichtsmog" erkennt. Deshalb ist es ratsam, dunkle Gegenden aufzusuchen, denn dann ist der Eindruck im Falle einer Polarlichtsichtung am grössten... Wer Polarlichter fotografieren möchte, sollte folgendes besitzen: eine Spiegelreflexkamera, ein Stativ, einen Drahtauslöser und einen guten Film mit etwa 400 ASA Empfindlichkeit. Die Auswahl des Films ist sehr wichtig, denn man will ja viel Farbe und wenig Körnung auf dem Bild haben. Nicht zu lange belichten. Es kommt darauf an, was man auf seinen Bildern haben will. Möchte man einzelne Strukturen sehen, sollte man nicht zu lange die Klappe offen halten, in der Regel höchstens bis 45 Sekunden (je nach Filmempfindlichkeit). Will man fette Farben haben, kann man so etwa bis 2 min gehen, alles darüber wird aber unschön, da sich die Beams ja bewegen und so über das ganze Bild verteilen können. Das Ganze geht selbstverständlich auch mit Digitalkameras. Auch hierzu benötigt man noch ein Stativ, aber der Rest entfällt. Hiermit habe ich zwar noch keine Erfahrung, aber im Internet habe ich sehr gute Bilder gesehen, die mit Digitalkameras gemacht wurden.
30.10.2003 Der Abend des 30.10. war wie jeder andere: ich sass am PC, hörte Musik, chattete nebenbei im #astronomie.de und meine Mutter hatte wie immer auch nichts gekocht. Zwar hatte der kp-Index, der die Aktivität des Sonnenwindes im All anzeigt, sich die letzten Tage auf einen sehr hohen Wert von etwa 7 eingependelt, aber da nichts am Himmel zu sehen war, schenkte ich dem weiter keine Aufmerksamkeit. Ausserdem war auch das Wetter nicht das beste. Aus Routine schaute ich gegen 22 Uhr 20 ein weiteres Mal auf www.n3kl.org, aber ich erwartete eigentlich nichts neues. Oder doch? Naja, es war ungewöhnlich zu sehen, dass der kp-Wert innerhalb 3 Stunden von 3 auf 9 angestiegen ist. Also bewegte ich meinen Hintern vor die Haustüre, die Richtung Norden zeigt. Es war in der Tat etwas zu sehen, aber aus den Socken reisste mich das nicht gerade. Ich entschloss mich jedoch, auf die Höhe zu fahren um zu schauen, ob es in dunkleren Gegenden nicht doch intensiver war. Also schlappte ich zum Auto, schaute nochmal hoch und traute meinen Augen nicht: innerhalb weniger Sekunden erschien wie aus dem Nichts ein roter Vorhang am Himmel, knapp links vom Grossen Wagen. Ich rannte nochmal in die Wohnung, um meine astronomie-träge Mutter rauszuzerren. Sie ging wider Willen mit, wurde vor der Haustüre jedoch eines besseren belehrt. Sie bekam die Kinnlade nicht mehr hoch. Ich verabschiedete mich und fuhr los. Auf der Höhe angekommen, etwa 3 km von zu Hause weg, stieg ich aus meinem Schlumpf aus und guggte staunend zum Himmel. Links vom Grossen Wagen waberte ein tiefroter Vorhang und rechts davon, ziemlich im Osten, entstand gerade ein weiterer roter Flare über einem bereits bestehenden hellen grünen Polarlicht. Es war einfach gespenstisch. Dieses intensive Schauspiel ging etwa 15 min so weiter und als es langsam abschwächte, ging ich wieder nach Hause. Zu Hause angekommen klingelte auch gleich das Telefon, mein alter Schulfreund Peter hat es auch gesehen und war auch ganz "spitz" ;) Wir machten aus, dass er zu mir fährt und wir weitere Ausbrüche abwarten wollen. Gesagt, getan. Und kaum war er um etwa 0 Uhr da, kam es auch schon zum nächsten Flare: tief im Norden bewegte sich wieder ein roter Vorhang langsam hin und her, von Strukturen durchzogen, mal grösser und mal kleiner werdend. Wir entschlossen uns, auf die Sternwarte zu gehen und packten Kamera und Film ein. Dort zog jedoch langsam Nebel auf, so dass in der kurzen Zeit, in der es noch klar blieb, keine roten Flares mehr auftraten. Wir fotografierten jedoch das ständig am Himmel stehende grüne Aurora-Oval, das den gesamten Nordhorizont eindeckte und den Grossen Wagen zur Hälfte aufmampfte. Aufbruch zu mir nach Hause. Dort angekommen, schrieb ich mein bescheuertes Protokoll für das physikalisch-chemische Praktikum fertig und gegen 2 Uhr ereignete sich ein dritter Polarlichtausbruch. Dieser war nicht ganz so fett wie der erste, aber er war erstaunlich weit im Westen. Davon machten wir einige Bilder. Dazu einiges zur Beobachtung und einige Tatsachen. Man konnte in jener Nacht nach den jeweiligen Substürmen, also den starken Flares oder Ausbrüchen, wunderbar die Unterschiede der physikalischen Natur der beiden Aurorafarben erkennen. Wenn man aufgepasst hat, war nämlich deutlich zu sehen, dass die grünen Farben im Zenit sehr schnell wiedr weg waren, während das rote dann zum Teil erst überhaupt sichtbar wurde. Vorher war das Grün einfach zu hell und hat die rote Farbe überstrahlt. Aber daraufhin war das Rot noch viele Minuten lang sichtbar. Diese Beobachtug lässt sich sehr schön mit der Emission der Energie der beteiligten angeregten Atome erklären. Ganz einfach gesagt, Rot (Singulett-Sauerstoff) hält wesentlich länger als Grün, weil Rot in viel größeren Höhen entsteht (grün 100km, rot 400-600km). Dort können die angeregten Atome praktisch nicht durch Stösse sondern nur durch Lichtemission ihre Anregungsenergie los werden. 20.11.2003 So... und damit sollte nicht genug sein, denn kaum drei Wochen nach dem wahnsinnigen Auroraausbruch sollte sich wieder etwas tun. Nachmittags, so um 15 Uhr 30 am PC sitzend, schaute ich wieder mal aus Langeweile auf die Grafiken der Satellitendaten und traute meinen Augen nicht:
Fazit: Für die ersten beiden Polarlichtsichtungen meines Lebens waren dies auch gleichzeitig die fettesten, die je registriert wurden. Was kann man sich mehr wünschen? ;)
Die Begriffe, die in den vorangegangenen Texten vorkamen, werden hier erläutert: Bt gibt Auskunft über die Schwankung und Änderung des interplanetarischen Magnetfeldes. Bx ist der Vektor der magnetischen Flussdichte in der Nord-Süd-Achse. Je kleiner der Wert, desto grösser die Polarlichtwahrscheinlichkeit. By Dieser Vektor stellt die Veränderungen der magnetischen Flussdichte in der Ost-West-Achse dar. Je mehr Schwankungen, desto grösser die Polarlichtwahrscheinlichkeit. Bz ist der Vektor des interplanetarischen Magnetfeldes (IMF), das senkrecht zur Erdoberfläche steht. Wie jedes Magnetfeld kann auch dieses Nord- oder Südkonfiguration annehmen. Und hier wird klar, dass die Bz-Komponente vorzugsweise Südkonfiguration haben muss, wenn bei uns Polarlichter auftreten sollen, denn wir leben nun mal auf der Nordhalbkugel (auf Südhalbkugel entsprechend umgekehrt, muss Bz-Feld Nordrichtung haben) und bekanntlich ziehen sich ja Nord- und Südpol eines Magneten an und nicht Nord- und Nordpol. Dass es aber auch Nordlichter in Mitteleuropa geben kann, wenn Bz nordausgerichtet ist liegt daran, dass dann die Geschwindigkeit der CME sehr hoch sein muss. Denn schiessen die Teilchen mit einer sehr grossen Geschwindigkeit in das Magnetfeld der Erde, ist die kinetische Energie der Teilchen grösser als die Abstossung der gleichnamigen Magnetfelder. Deshalb kann man sagen: Bedingung für Polarlichter in deutschen Breiten sind stark positive oder negative Werte für die Bz-Komponente, also etwa grösser +20 nT oder kleiner als -15 nT (nT= Nanotesla). CME (Coronal Mass Ejection) ist die englische Bezeichnung für "koronalen Massenauswurf". Dies ist einfach die Materie (!), die von der Sonnenoberfläche ins All geschleudert wird. Hierbei muss man aber unterscheiden, dass dies Teilchen sind und sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, sondern "lediglich" etwa 500 bis 800 km/sec (in Ausnahmefällen mehr) draufhaben. Wie stark die Polarlichtaktivität oder -wahrscheinlichkeit nach einem Massenauswurf ist, hängt davon ab, wieviel Masse von der Sonnenoberfläche ins All geschleudert wurde, welche Geschwindigkeit sie hat und ob sie direkt in Richtung Erde ausgeworfen wurde. Große Auswürfe sind allerdings nicht zwingend mit Flares verbunden oder umekehrt. Also können auch starke Polarlichter auftreten, ohne dass es zuvor ein Flare gegeben hat. density Als density (engl.= "Dichte") bezeichnet man die "Konzentration" oder Dichte der Sonnenwindteilchen im All. Es wird in der Regel in der Einheit "Teilchen/Kubikzentimeter" (p/cm³) angegeben. Will man in Deutschland Polarlichter sehen, sollt der Wert mindestens 10 p/cm³ betragen (Grafik) Flares sind Eruptionen auf der Sonnenoberfläche, bei denen Strahlung (elektromagnetische Wellen) ausgesandt wird und Materie ins All ausgeworfen wird. Die Strahlung hat Lichtgeschwindigkeit (ca. 300.000 km/sec) und wird wenige Minuten nach der Eruption von Satelliten (z.B. SOHO) gemessen. Die geladenen Teilchen dagegen benötigen in der Regel ein bis zwei Tage um die Erde zu erreichen, da sie etwa 500 bis 800 km/sec Geschwindigkeit haben. Diese Teilchen treffen dann auf den Magnetgürtel der Erde und können so Polarlichter zu verursachen. SEC Kp-Index (kp= planetare magnetische Kennziffer) gilt für die vergangenen 3 Stunden. Dieser Wert wird nur provisorisch aufgrund von Magnetometerdaten aus den USA gebildet und ist somit extrem Amerikalastig. Der offizielle Kp-Wert kommt 2 Mal pro Monat heraus und zeigt immer signifikante Erniedrigungen zum SEC Kp Wert, wenn Europa auf der Tagseite liegt und im Gegenzug signifikante Erhöhungen, wenn Europa auf der Nachtseite liegt. M-Class Flares sind weniger stark als X-Class Flares. Hiermit bezeichnet man lediglich die Intensität eines Ausbruchs (man kennt es ja vom Klamotten kaufen: s= small; m= middle; x= Xtralarge). X-Class Flares Ist ein X-Class Flare aufgetreten, sollte man auf jeden Fall die weitere Entwicklung im Auge behalten und hin und wieder immer mal zum Himmel schauen, ob sich nicht doch etwas tut. Oft wird dann kurze Zeit später eine Polarlichtwarnung oder ein Watch ausgegeben.
Hier noch einmal die Links zu den Verfassern der oben gezeigten Grafiken sowie einige weitere Seiten mit schönen Bildern von Polarlichtern. www.meteoros.de IPS Australien www.spacew.com www.dan.sp-agency.ca/ |
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Die Erde ist weiträumig von einem Magnetgürtel (van-Allen-Gürtel, im Bild links blau) umgeben, der durch die Rotation des inneren Erdkerns entsteht (flüssiges Eisen dreht sich --> ein Magnetfeld wird erzeugt). Dieser Gürtel schützt uns sowohl vor der kosmischen als auch von der Sonne ausgehenden aggressiven Röntgenstrahlung.
Hier links ist ein aktuelles Bild der Sonne im Sichtbaren Licht zu sehen. Zudem sind die Sonnenfleckengruppen durchnummeriert, damit man die eindeutige Bezeichnung gleich mit in Erfahrung bekommt. Ideal sind grosse Fleckengruppen, die in der Mitte links auftauchen, denn dann wird die 
Laut dieser Grafik sollten in diesem Moment Polarlichter bis Spanien runter zu sehen sein. Das haute mich aus den Socken und machte mich irgendwie sauer, weil bei uns noch die Sonne schien. Zur Info: Die Grafik zeigt das aktuelle Sichtungsareal (farbig gekennzeichnete Fläche) und die Intensität war auf Maximum...