Tokio/London. Forscher haben das Geheimnis der Polarlichter gelüftet – zumindest bei einer Art
Ein internationales Forscherteam hat die Entstehung pulsierender Polarlichter aufgeklärt. Mithilfe des japanischen Satelliten „Arase“ konnten die Wissenschaftler um Satoshi Kasahara von der Universität Tokio den Tanz der Elektronen, die das farbenprächtige Himmelsspektakel auslösen, erstmals direkt verfolgen. Die im britischen Fachblatt „Nature“ veröffentlichte Beobachtung bestätigt eine jahrzehntealte Theorie. Derselbe Prozess könnte auch auf anderen Planeten Polarlichter aufleuchten lassen.
Polarlichter entstehen, wenn energiereiche Elektronen in die Atmosphäre eindringen und Luftmoleküle zum Leuchten anregen. Das geschieht nahe der Pole am häufigsten, wo die Feldlinien des Erdmagnetfelds steil in Richtung Erde verlaufen. Denn die elektrisch geladenen Elektronen bewegen sich entlang dieser Feldlinien. Neben den oft wabernden roten, grünen und violetten Lichtvorhängen gibt es auch pulsierende Polarlichter in Form flackernder Himmelsareale, die Hunderte Kilometer groß sein können. Sie werden durch einen unregelmäßigen Fluss energiereicher Elektronen in die Erdatmosphäre ausgelöst. Wie das genau geschieht, ließ sich bislang nicht beobachten.
Forscher nahmen an, dass Fluktuationen in der Magnetosphäre, also dem Wirkungsbereich des Erdmagnetfelds, bestimmte Plasmawellen erzeugen. Diese sogenannten Chorwellen (englisch „Chorus Waves“) können energiereiche Elektronen in die oberen Atmosphärenschichten regnen lassen. Bisherige Messgeräte konnten die hinabregnenden Elektronen jedoch nicht von anderen Elektronen unterscheiden, so die Universität Tokio. Erst mit einem Spezialdetektor, den das Team von Kasahara für den Satelliten „Arase“ entwickelt habe, sei dies nun möglich. Dazu muss sich der Satellit auf der passenden Feldlinie des Erdmagnetfelds aufhalten.
Als Ende März 2017 pulsierende Polarlichter über Kanada aufflammten, hatten die Forscher Erfolg: „Wir haben zum ersten Mal die Streuung von Elektronen durch Chorwellen direkt beobachtet, die einen Teilchenniederschlag in die Erdatmosphäre erzeugt hat“, betont Kasahara. „Der hinabregnende Elektronenfluss war intensiv genug, um pulsierende Polarlichter zu erzeugen.“ Da auch in den Magnetosphären der Riesenplaneten Jupiter und Saturn Chorwellen nachgewiesen wurden, könnten auch dort auf dieselbe Weise Polarlichter entstehen, meinen die Wissenschaftler.
dpa