Polarlichter im Zusammenstoß über der Arktis. Klicken Sie auf das Bild um zu einer erweiterten Darstellung in Originalgröße zu gelangen | Copyright: Toshi Nishimura/UCLALos Angeles/ USA - Mit einem Kameranetzwerk in der Arktis ist kanadischen und US-Astronomen erstmalig die Beobachtung eines faszinierenden Phänomens gelungen, als zwei Nordlichter (Aurora Borealis) miteinander zusammenstießen und spektakuläre Lichtexplosionen an den Himmel zauberten. Zugleich analysierten Spezialsatelliten den Vorgang.
Die aus den Einzelbildern zusammengestellten Filmaufnahmen (s. Video) wurden von Larry Lyons von der "University of California, Los Angeles" (UCLA) auf dem Jahrestreffen der "American Geophysical Union" (AGU) in San Francisco erstmals präsentiert: "Uns standen selbst die Münder weit offen, als wir die Aufnahmen zum ersten Mal sahen", erinnert sich Lyons. "Diese Ausbrüche vermitteln uns fundamentale Einsichten in die Natur der Polarlichter".
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Derartige gewaltige Zusammenstöße konnten zuvor noch nie im Ganzen beobachtet werden, da sie sich über Entfernungen abspielen, die bislang noch nicht von zusammenhängenden Beobachtungsstationen überbrückt worden waren. Erst das Kameranetzwerk der Astronomen, die damit die Satellitenmission THEMIS zur Beobachtung von Polarlichtern (...wir berichteten) unterstützen, um genau diese Lichtexplosionen zu erforschen, machte diese Aufnahmen möglich. Während das Tausende von Kilometern abdeckende Netzwerk aus 20 Kameras Nordlichter aus der Bodenperspektive dokumentieren, werden deren geladene Partikel und elektromagnetischen Felder durch den THEMIS-Satellitenverbund vermessen.
Gemeinsam, so erhofften es sich die Forscher, sollten Kameras und Satelliten die geheimnisvollen Lichtexplosionen dokumentieren und analysieren. Wie die nun präsentieren Aufnahmen zeigen, ging genau dieser Plan auf.
"Während der darauf folgenden Tage, konnten wir dann sogar noch weitere Ereignisse dieser Art beobachten und wir bemerkten, dass sich diese Phänomene immer und immer wieder ereigneten", so Lyons.
Die Forscher vermuten, dass die Nordlichtexplosionen ein Zeichen für dramatische Ereignisse im erdnahen Weltraum sind - besonders im Plasmaschweif der Erde. Dieser entsteht auf der sonnenabgewandten Seite der Erde, wenn das Magnetfeld geladene Teilchen des Sonnenwindes ablenkt und dadurch in großen Höhen stark verformt wird. Während das irdische Magnetfeld den Plasmaschweif zusammenhält, verbindet es auch die beiden Polregionen der Erde miteinander. Aufgrund dieser Verbindung erhoffen sich die Wissenschaftler von der Beobachtung von Nordlichtern auch Aufschlüsse über die Vorgänge im Plasmaschweif der Erde.
Schematischer Aufbau des irdischen Plasmaschweifs | Copyright: Larry Lyons/UCLADurch die Beobachtung zahlreicher Nordlichtkollisionen haben die Forscher mittlerweile eine Abfolge von Ereignissen ermittelt: Zuerst beginnt es mit zwei Elementen: Zum einen einem breiten Vorhang aus sich langsam bewegenden und zum anderen ein kleinerer Knoten aus schnellen Polarlichtern, die ursprünglich noch voneinander getrennt sind. Der langsame Vorhang wächst nahezu friedlich über der Arktis an bis dann die schnellen Knoten aus dem Norden hinzu treffen. Stoßen die beiden Nordlichtarten aufeinander, kommt es zu den gewaltigen Lichtexplosionen.
Lyons vermutet, dass die schnellfliessenden Knoten mit Plasmaströmen im Plasmaschweif der Erde in Verbindung stehen. Dieser Strom nehme seinen Ursprung in den äußeren Regionen des Plasmaschweifs und bewegt sich sehr schnell in dessen Inneres und in Richtung Erde. Synchron zu diesem Energiestrom, so die Forscher, bewegen sich auch die Knoten.
Zur gleichen Zeit hängt bereits der breite Vorhang des Nordlichts glühend über der Arktis und ist mit der nahezu stationären inneren Grenze des Plasmaschweifs verbunden und wird von dortigen Instabilitäten angetrieben.
Erreicht nun der leichtgewichtige Energiestrom die Innere Grenzschicht des Plasmaschweifs kommt es zu einer Eruption von Plasma. Diese Kollision von Plasma spiegelt sich dann auch von der Kollision der Polarlichter gespiegelt.
Dieses Modell wurde nun auch von den Beobachtungen der Forscher bestätigt, als Echos der Energieströme, wie sie durch die obere Atmosphäre schossen, bevor Polarlichter zusammenstoßen und explodierten, geortet werden konnten. Mittels der fünf THEMIS-Satelliten konnte zudem auch das leichtgewichtige Energiematerial gemessen werden, wie es Richtung Erde schießt.
Zusammen mit den neuen Aufnahmen des Kameranetzwerks können die Forscher nun ein nahezu vollständiges Bild dessen zeichnen, was die explosiven Polarlichtstürme auslöst.
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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.org
