Polarlichter
Was sind Polarlichter und wie entstehen sie? Hier und im Video erfährst du, welche physikalischen Prozesse hinter dem faszinierenden Leuchten am Himmel stecken.
Inhaltsübersicht
Was sind Polarlichter?
Polarlichter gehören zu den beeindruckendsten Naturphänomenen überhaupt. Wenn der Himmel plötzlich in Grün, Violett oder Rot leuchtet, sieht das nicht nur magisch aus — es steckt auch faszinierende Physik dahinter.
Sie entstehen, wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind auf die Erdatmosphäre treffen. Dort übertragen sie Energie auf Sauerstoff- oder Stickstoffatome. Diese geben die Energie in Form von Licht wieder ab — das Polarlicht.
Besonders häufig taucht dieses Leuchten in den Polarregionen auf. Je nach Ort heißen sie Aurora Borealis im Norden oder Aurora Australis im Süden. Die Farbe und Form hängen davon ab, welche Atome dabei angeregt werden und in welcher Höhe das passiert.
Wie entstehen Polarlichter?
Die Entstehung von Polarlichtern beginnt mit der Sonne. Sie schleudert ununterbrochen geladene Teilchen — vor allem Elektronen und Protonen — ins Weltall. Dieser Teilchenstrom wird Sonnenwind genannt. Wenn der Sonnenwind auf das Magnetfeld der Erde trifft, werden die geladenen Teilchen abgelenkt und es können Polarlichter entstehen.
Rolle des Magnetfelds
Das Magnetfeld der Erde wirkt wie ein Schutzschild. Dabei verändert es sich ständig: Auf der Seite der Erde, die zur Sonne zeigt (also die Tagseite) wird es zusammengedrückt, auf der Nachtseite bildet sich ein langer Schweif, der sich weit ins All erstreckt.
Diese dynamische Hülle nennst du Magnetosphäre. Einige Teilchen des Sonnenwinds sammelt sich zunächst in einer Region, die Plasmaschicht genannt wird. Von dort werden sie entlang der Linien des Magnetfelds beschleunigt und auf die Erdatmosphäre gelenkt.
Lorentzkraft
Der Grund dafür liegt in einer physikalischen Kraft, die auf bewegte geladene Teilchen wirkt, wenn sie durch ein Magnetfeld fliegen: die Lorentzkraft . Sie zwingt die Teilchen auf spiralförmige Bahnen entlang der Magnetfeldlinien der Erde. So werden sie gezielt in die Polarregionen gelenkt.
Dort treffen sie auf die Gasteilchen der oberen Atmosphäre, vor allem auf Sauerstoff und Stickstoff. Beim Zusammenstoß geben die Teilchen aus dem Sonnenwind ihre Energie ab — und regen die Gasteilchen an. Diese senden dann Licht aus: Das ist das Polarlicht.
Wenn die Teilchen aus dem Sonnenwind mit Gasen wie Sauerstoff oder Stickstoff zusammenstoßen, übertragen sie Energie. Die Gase „werden angeregt“ — dabei springen Elektronen kurz auf ein höheres Energieniveau. Wenn sie zurückspringen, geben sie die Energie als Licht ab.
Die Farbe hängt davon ab, welches Gas angeregt wird — und in welcher Höhe das passiert.
Welche Farben haben Polarlichter?
Die Farbe eines Polarlichts verrät viel darüber, was in der Atmosphäre passiert. Je nachdem, welches Gas angeregt wird und in welcher Höhe das geschieht, leuchtet der Himmel in unterschiedlichen Tönen. Grün ist am häufigsten — aber es gibt auch rote, blaue, violette oder sogar gelbliche Polarlichter. Die folgende Übersicht zeigt dir, welche Farbe wodurch entsteht:
| Farbe | Entsteht durch … | Höhe (ca.) | Besondere Merkmale |
|---|---|---|---|
| Grün | Sauerstoff | 100–150 km | Häufigste Farbe, meist dominant |
| Rot | Sauerstoff | 200–400 km | Seltener, eher diffus und ruhig |
| Blau | Stickstoff-Moleküle | 80–100 km | Eher selten, bei sehr energiereichen Teilchen |
| Violett / Lila | Stickstoff + freie Elektronen | 80–100 km | Mischung aus Blau- und Rotanteilen |
| Gelb / Pink | Kombination aus O₂ und N₂ | gemischt | Entsteht durch Überlagerung mehrerer Farben |
| Weiß | Optische Täuschung | subjektiv | Sehr selten, bei hoher Lichtintensität |
Polarlichter beobachten
Am besten lassen sich Polarlichter in der Nähe der magnetischen Pole beobachten. In diesen Regionen treffen die geladenen Teilchen des Sonnenwinds besonders konzentriert auf die Erdatmosphäre. Auf der Nordhalbkugel sind Norwegen, Island, Nordschweden, Finnland oder Kanada ideale Orte. Im Süden kannst du sie unter anderem in Patagonien oder auf der Südinsel Neuseelands sehen.
Auch in Deutschland gibt es Chancen — wenn auch selten. Bei besonders starker Sonnenaktivität kannst du sie vor allem im Norden des Landes beobachten, zum Beispiel an der Ostseeküste. Pro Jahr sind das etwa 10 bis 20 Nächte mit guten Bedingungen, meist im Winterhalbjahr.
Die besten Voraussetzungen für eine Sichtung: ein möglichst dunkler Himmel, wenig künstliches Licht, klare Luft und kalte Nächte. Die Chancen steigen zwischen Oktober und März, besonders in den Stunden rund um Mitternacht. Tools wie Polarlicht-Apps oder geomagnetische Vorhersagen helfen dir, den richtigen Moment abzupassen.
Polarlichter — häufigste Fragen
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Wie entstehen Polarlichter?Polarlichter entstehen durch geladene Teilchen des Sonnenwinds, die auf Atome in der Erdatmosphäre treffen. Diese Prozesse führen zu Leuchteffekten in Polarregionen.
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Was sind rote Polarlichter?Rote Polarlichter entstehen durch geladene Teilchen, die Sauerstoffmoleküle in 240–320 Kilometer Höhe anregen, wodurch rotes Licht ausgestrahlt wird. Diese Höhe beeinflusst die Farbe und Intensität der Lichter.
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Wo sind die besten Orte, um die Polarlichter zu sehen?Die besten Orte, um Polarlichter zu sehen, sind der Abisko Nationalpark in Schweden, Tromsø in Norwegen und Finnisch-Lappland. Diese Orte haben trockene Wintermonate mit klaren Nächten, ideal für eine gute Sicht.
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Wann kann man Polarlichter in Deutschland sehen?Polarlichter sieht man in Deutschland am besten vom Herbst bis Frühling. Die Wahrscheinlichkeit ist im Herbst höher, beeinflusst durch das Erdmagnetfeld und die Sonnenaktivität.
Sternschnuppe
Du willst wissen, was am Himmel noch alles passiert? Erfahre hier in unserem Artikel zur Sternschnuppe, wie diese kurzen Lichtspuren entstehen und was sie mit dem Weltall zu tun haben.
