BRAUNSCHWEIG / LONDON (IT BOLTWISE) – Fotos aus Braunschweig und Göttingen liefern neue Hinweise, wie rote Polarlichter entstehen. Forschende vergleichen die Aufnahmen mit Sonnenwind- und Erdmagnetfeld-Daten vom 10. bis 11. Mai 2024. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass energiereiche Elektronen sowohl rote als auch grüne Auroren auslösen. Gleichzeitig werben sie um Citizen-Science-Beiträge mit kurzen Belichtungszeiten von maximal 6 Sekunden.
Am 10. auf den 11. Mai 2024 traf ein besonders intensiver Sonnensturm die Erde und machte sogar über Südniedersachsen Polarlichter sichtbar, obwohl dieses Naturphänomen dort für viele Beobachter sonst eher selten ist. In der Folge entstanden Aufnahmen, die nicht nur spektakulär wirken, sondern auch eine offene wissenschaftliche Frage adressieren: Warum leuchten rote Auroren häufig mit Strukturen auf, die sich von den bekannten grünen Mustern unterscheiden? Genau an dieser Stelle setzen die neuen Auswertungen an, denn Forschende nutzten Hobby-Fotografien aus der Region Braunschweig und Göttingen als Datenquelle, um den Entstehungsmechanismus der „Christmas“-Rot-Grün-Auroren besser zu rekonstruieren.
Technisch betrachtet geht es bei Polarlichtern um Teilchen, die aus dem Weltraum in die Erdatmosphäre eindringen und dort Strahlung erzeugen. Bei grünen Auroren dringen Elektronen typischerweise in Höhen von etwa 130 bis 85 Kilometern vor und lösen eine Kaskade von Stoßprozessen aus, in deren Verlauf unter anderem Sauerstoff-Ionen grün aufleuchten. Rote Auroren entstehen dagegen bei anderen Energien und anderen Höhenbereichen, weshalb sich über Jahre verschiedene theoretische Erklärungsmodelle herausgebildet haben. Das Kernproblem: In vielen Fällen fehlte die passende Beobachtungsgeometrie, weil Satelliten selten genau dort „mitbeobachten“, wo die roten Leuchterscheinungen über mittleren Breiten fotografisch gut sichtbar werden.
Die neue Arbeit verknüpft deshalb die visuellen Strukturen der Aufnahmen mit einem physikalischen Abgleich: Yasuhito Narita koordinierte ein internationales Team, das die Bilder mit Daten zum Sonnenwind und zu Störungen des Erdmagnetfeldes verglich. Das Zeitfenster um den Sonnensturm vom 10. Mai 2024 erwies sich dabei als besonders relevant: Laut den Angaben im Kontext der Veröffentlichung handelte es sich um den zweitstärksten Sonnensturm des Weltraumzeitalters seit 1958. Die Analyse legt nahe, dass energiereiche Elektronen nahezu gleichzeitig die Voraussetzungen für beide Farbkomponenten schaffen – für das rote Leuchten genauso wie für das grüne. Besonders auffällig sind dabei die „hellen Strahlen“, die sich von der roten Aurora nach unten bzw. weiter in Richtung des grünen Bereichs fortsetzen und die in dieser Form bislang in der wissenschaftlichen Literatur offenbar nicht dokumentiert gewesen seien.
Historisch gesehen war der Mechanismus hinter roten Polarlichtern lange ein Schwerpunkt theoretischer Forschung, gerade weil die beobachteten Farben und Höhenlagen auf unterschiedliche Wechselwirkungen hindeuten. Wenn jedoch in den Bildern rote und grüne Strukturen zusammenhängen, entsteht ein stärkerer Hinweis auf einen gemeinsamen physikalischen Prozess. Genau diesen Schluss formulieren die Auswertungen: Die kontinuierliche Fortsetzung der Strahlen von der roten bis zur grünen Aurora spricht dafür, dass im Kern derselbe Mechanismus wirken kann. Damit rücken die „herabrasenden Elektronen“ als Energielieferanten auch für rote Erscheinungen in den Fokus – nicht als getrennte, getrennt ablaufende Modelle, sondern als konsistentes Bild innerhalb eines einzigen Ereignisses.
Die Umsetzung in der Praxis setzt auf Citizen Science, also auf die gezielte Nutzung von Messdaten, die nicht aus professionellen Laboren stammen. Die Forschenden bitten die Bevölkerung, Fotografien künftiger Polarlichter bereitzustellen, weil solche Beobachtungen die zeitliche und räumliche Auflösung ergänzen können. Entscheidend ist dabei eine pragmatische Fototechnik: Eine vergleichsweise kurze Belichtungszeit von nicht mehr als 6 Sekunden erhöht die Chance, die „verräterischen Strahlen“ zu erkennen, ohne dass sie durch längere Belichtungen verwischt oder zu einem diffusen Farbschleier zusammenlaufen. Für Hobbyfotografen und auch für Nutzerinnen und Nutzer, die nur ein Smartphone einsetzen, ist das ein klarer, umsetzbarer Leitfaden; es senkt gleichzeitig die Hürde, verwertbare Bilddaten zu liefern.
Für die wissenschaftliche und technische Community ist das mehr als nur ein schönes Beispiel für Zusammenarbeit zwischen Profis und Öffentlichkeit. In der Weltraumwetterforschung konkurrieren oft Datenquellen mit unterschiedlichen Zeitauflösungen: Satelliten liefern präzise Messungen, aber nicht immer die räumliche Nähe zum Beobachtungsort; Bodenbeobachtungen liefern dagegen sehr anschauliche Muster, brauchen jedoch eine saubere physikalische Einordnung. Die aktuelle Veröffentlichung, die in Annales Geophysicae erschienen ist (DOI: https: //doi.org/10.5194/angeo-44-1201-2026, mit Zielaufruf in neuem Tab), zeigt, wie sich beides sinnvoll kombinieren lässt, wenn das Ereignis stark genug ist und die Aufnahmen zeitlich klar im Ereignisfenster verortet werden können.
Gleichzeitig deutet der Blick auf die Sonnenaktivität auf eine realistische Zeitschiene hin: Die Sonne folgt einem elfjährigen Rhythmus, mit Phasen, in denen sie besonders heftige Ausbrüche produziert. Seit 2024 seien bereits mehrfach Polarlichter über dem südlichen Niedersachsen beobachtet worden, und auch wenn die Sonnenaktivität aktuell wieder abnimmt, bleiben unvorhersehbare Spitzenereignisse möglich. Genau dort entsteht der Nutzen der Sammlung: Je mehr verwertbare Fotos bei passenden Stürmen zusammenkommen, desto besser kann die Community solche seltenen roten „Christmas“-Muster statistisch und physikalisch einordnen. Bis dahin gilt für Beobachterinnen und Beobachter im Kern eine einfache Botschaft: kurz belichten, Strukturen dokumentieren und die Daten so bereitstellen, dass sie in ein Ereignisdiagramm aus Sonnenwind, Erdmagnetfeld und sichtbarer Aurora eingebettet werden können.
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