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Naturphänomen

Rätsel der blinkenden Nordlichter gelöst

Fachleute haben eine Magnetfeldlinie vom All bis zum Erdboden verfolgt - und bestätigen so eine alte Hypothese über pulsierende Lichter am Himmel.
Polarlicht über dem Yukon in Kanada

Die spektakulärsten Polarlichter sind zwar die wabernden Lichtvorhänge, doch tatsächlich ist ein anderes Phänomen häufiger: Diffuse, pulsierende Flächen am Himmel, die einige hundert Kilometer groß werden und in einem Rhythmus von einigen Sekunden bis etwa einer Minute blinken. Eine Arbeitsgruppe um Satoshi Kasahara von der Universität Tokio hat nun die Ursache eines solchen Polarlichts im März 2017 über Kanada bis an seinen zehntausende Kilometer entfernten Ursprung zurückverfolgen können. Wie das Team in "Nature" berichtet, war zu jener Zeit der japanische Satellit Arase nahe dem Äquator genau auf einer Feldlinie positioniert – und dessen Instrumente detektierten regelmäßige Pulse beschleunigter Elektronen. Und dort, wo diese Feldlinie auf die Erdoberfläche traf, sah eine Polarlichtkamera ein diffuses Nordlicht, das in jenem Rhythmus flackerte, den Arase auch bei den Elektronenpulsen gemessen hatte.

Dass solche pulsierenden Elektronenschübe die flackernden Auroras erzeugen, vermutete man schon lange. Auslöser der Elektronenpulse sind nach dieser Hypothese intensive Plasmawellen in der äußeren Magnetosphäre der Erde, die man als Chorwellen bezeichnet und die in regelmäßigen Abständen Elektronenwolken entlang einer Feldlinie Richtung Erde schießen. Jedes auftreffende Elektronenwölkchen entspricht einem Blinken der Aurora. Bisher war dieser Mechanismus nur schwer zu belegen, denn einerseits ist es nicht einfach, die entlang einer Feldlinie reisenden Elektronen vom restlichen Plasma in der Magnetosphäre zu unterscheiden. Das löst der 2016 gestartete Arase-Satellit der JAXA durch ein Messgerät mit sehr engem Öffnungswinkel, das die Pulse vom Rauschen trennte. Inzwischen sind auch die Modelle des Magnetfeldes gut genug, um ungefähr vorherzusagen, wo eine Feldlinie auf die Erde trifft – und genau dort fand Kasahara das vom Satelliten im Weltall gemessene Flackern wieder.

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