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News: Rumba, Salsa, Samba und Tango

Ob Aurora borealis oder Aurora australis, je näher man dem Nord- oder Südpol kommt, umso häufiger und prächtiger erscheinen nachts die bunten Polarlichter. Mitunter tauchen in diesen wogenden Nord- und Südlichtern aber auch seltsame dunkle Bereiche auf, die schwarzen Aurorae. Durch Zufall konnte jetzt geklärt werden, was es damit auf sich hat.
Polarlichter
Immer wenn der Sonnenwind besonders heftig weht, bombardiert er die irdische Atmosphäre mit geladenen Partikeln, vornehmlich Elektronen, die entlang der Feldlinien des Erdmagnetfelds beschleunigt werden, an den Polen in die Ionosphäre eindringen und die Moleküle zum Leuchten anregen. Da der elektrische Strom dem Elektronenfluss entgegengesetzt ist, fließt er aufwärts von der Ionosphäre in die Magnetosphäre.

Doch ist dies nur die eine Hälfte der Geschichte, denn der Stromkreis entlang der Magnetfeldlinien muss ja geschlossen werden. Es muss also einen Mechanismus geben, der diese negativ geladenen Elektronen wieder zurück ins All befördert und einen elektrischen Strom in Richtung Erdoberfläche fließen lässt - was ziemlich schwer zu überprüfen ist, denn es gibt keinen Satelliten, der die Aurorae von einem stationären Punkt im All beobachtet. Zieht indes ein einzelner Satellit über die erleuchtete Region, sind die Ursachen etwaiger Veränderungen nicht eindeutig zuzuordnen - ist also das Polarlicht dafür verantwortlich oder der Satellit, der sich vom Fleck bewegte?

Rumba, Salsa, Samba und Tango heißen die vier Satelliten des Cluster-Verbands der European Space Agency, die dieses Problem nun lösen konnten. Als sie am 14. Januar 2001 in 21 600 Kilometern Höhe über den Nordpol zogen, kreuzten sie zufällig durch ein ungewöhnlich hohes Nordlicht. Perlschnurartig aufgereiht passierten sie dabei ein und denselben Fleck im Abstand von 100 Sekunden, sodass die Daten des vorderen Satelliten mit denen des nachkommenden verglichen werden konnten.

Die ersten drei Raumsonden - Rumba, Salsa und Samba - hatten dabei noch ansteigende Energien aufwärts strömender Elektronen und ein stärker werdendes elektrisches Feld gemessen, doch als Tango die Stelle schließlich erreichte, waren die elektrischen Felder genauso verschwunden wie die aufsteigenden Elektronen. Innerhalb von 200 Sekunden war ein Stromkreis entstanden - und wieder verschwunden.

Somit gelang den Forschern um Göran Marklund vom Royal Institute of Technology in Stockholm der erste Nachweis, dass den Polarlichtern in der Tat ein geschlossener Stromkreis zugrunde liegt. Die Elektronen, die in die Magneto- und Ionosphäre eindringen, werden in der Atmosphäre umgelenkt und zurück ins All geschossen - und das passiert innerhalb weniger Minuten, während der die magnetischen Feldlinien dieses Bereichs ihre Elektronen wieder vollkommen verlieren.

Unten am Boden hätte man in diesen Minuten wohl ein prächtiges Polarlicht gesehen und sich gefragt, wie es zu den oft beschriebenen, meist kreisförmigen schwarzen Strukturen kommt, die Marklund so treffend "Anti-Aurorae" nennt.

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  • Quellen
Nature 414: 700–701 (2001)
Nature 414: 724–727 (2001)
American Geophysical Union 2001 Fall Meeting, San Francisco (10.-14.12.2001)

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