AuroraWatch UK

Nathan Case, Lancaster University

In den letzten Nächten haben sowohl Amateurastronomen als auch Polarlichtjäger ein grünes Leuchten am Himmel über Großbritannien beobachtet. Es handelt sich dabei um ein Phänomen, das leicht mit dem Nordlicht verwechselt werden kann, das aber als „Airglow“ bezeichnet wird.

Airglow ist das natürliche „Glühen“ der Erdatmosphäre. Es tritt ständig und überall auf der Erde auf. Es gibt drei Arten von Luftglühen: Tagesglühen, Dämmerungsglühen und Nachtglühen. Jedes dieser drei Phänomene entsteht durch die Wechselwirkung des Sonnenlichts mit den Molekülen in unserer Atmosphäre, aber jedes Phänomen hat seine eigene Art der Entstehung.

Tageslicht entsteht, wenn das Sonnenlicht auf die Tageslichtatmosphäre trifft. Ein Teil des Sonnenlichts wird von den Molekülen in der Atmosphäre absorbiert, wodurch sie überschüssige Energie erhalten. Sie werden angeregt. Die Moleküle geben diese Energie dann als Licht ab, entweder mit der gleichen oder einer etwas niedrigeren Frequenz (Farbe) als das absorbierte Licht. Dieses Licht ist viel schwächer als das Tageslicht, so dass wir es mit dem Auge nicht sehen können.

Dämmerungslicht ist im Wesentlichen dasselbe wie Tageslicht, aber nur die obere Atmosphäre wird von der Sonne beleuchtet. Der Rest der Atmosphäre und der Beobachter am Boden befinden sich in Dunkelheit. Im Gegensatz zum Tageslicht ist das Dämmerungslicht also für uns am Boden mit bloßem Auge sichtbar.

Chemilumineszenz

Die Chemie hinter dem Nachtlicht ist anders. In der nächtlichen Atmosphäre scheint kein Sonnenlicht. Stattdessen ist ein Prozess namens „Chemilumineszenz“ für die leuchtende Atmosphäre verantwortlich.

Sonnenlicht speichert tagsüber Energie in der Atmosphäre, von der ein Teil auf Sauerstoffmoleküle (z. B. O₂) übertragen wird. Diese zusätzliche Energie bewirkt, dass die Sauerstoffmoleküle in einzelne Sauerstoffatome aufgespalten werden. Dies geschieht vor allem in etwa 100 km Höhe. Der atomare Sauerstoff ist jedoch nicht in der Lage, diese überschüssige Energie leicht loszuwerden und wirkt daher als „Energiespeicher“ für mehrere Stunden.

Schließlich gelingt es dem atomaren Sauerstoff, sich zu „rekombinieren“ und erneut molekularen Sauerstoff zu bilden. Der molekulare Sauerstoff setzt dann Energie frei, wiederum in Form von Licht. Es entstehen verschiedene Farben, unter anderem eine „helle“ grüne Emission.

Airglow entdeckt in Panoramaaufnahme des Very Large Telescope. Beletsky, CC BY-SA

In Wirklichkeit ist das grüne Nachtlicht nicht besonders hell, es ist nur das hellste aller Nachtlichtemissionen. Lichtverschmutzung und bewölkter Himmel verhindern Sichtungen. Wenn man Glück hat, kann man es mit dem Auge sehen oder auf Fotos mit Langzeitbelichtung festhalten.

Nicht zu verwechseln mit dem Polarlicht

Das grüne Nachtleuchten ähnelt sehr dem berühmten Grün des Nordlichts. Das ist nicht verwunderlich, denn es wird von denselben Sauerstoffmolekülen erzeugt wie das grüne Polarlicht. Die beiden Phänomene sind jedoch nicht miteinander verwandt.

Aurora entstehen, wenn geladene Teilchen, wie Elektronen, die Erdatmosphäre bombardieren. Diese geladenen Teilchen, die von der Sonne ausgingen und in der Magnetosphäre der Erde beschleunigt wurden, stoßen mit den atmosphärischen Gasen zusammen. Sie übertragen Energie und zwingen die Gase, Licht zu emittieren.

Aber nicht nur der Prozess, der dahinter steckt, ist anders. Die Polarlichter bilden sich in einem Ring um die magnetischen Pole (das so genannte Polarlichtoval), während das Nachtlicht über den gesamten Nachthimmel ausgestrahlt wird. Die Polarlichter sind sehr strukturiert (aufgrund des Erdmagnetfeldes), während das Nachtleuchten im Allgemeinen recht gleichmäßig ist. Die Ausdehnung der Aurora wird durch die Stärke des Sonnenwindes beeinflusst, während Airglow ständig auftritt.

Warum haben wir dann in letzter Zeit viele Sichtungen aus dem Vereinigten Königreich erhalten und nicht ständig? Die Helligkeit des Airglow korreliert mit der Stärke des ultravioletten (UV) Lichts, das von der Sonne ausgestrahlt wird – und das variiert mit der Zeit. Auch die Jahreszeit scheint einen Einfluss auf die Stärke des Airglow zu haben.

Um die Chancen zu erhöhen, Airglow zu entdecken, sollten Sie eine Langzeitbelichtung an einem klaren, dunklen Nachthimmel machen. Airglow kann in jeder Richtung, die frei von Lichtverschmutzung ist, etwa 10⁰-20⁰ über dem Horizont beobachtet werden.

Nathan Case, Senior Research Associate in Space and Planetary Physics, Lancaster University

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.