Am 10 Mai 2024 traf ein sehr starker Sonnensturm auf das Magnetfeld der Erde. Die Folge waren unter anderem sehr starke Polarlichter, die auch in Süddeutschland und im Alpenraum noch deutlich zu sehen waren.
Zum Hintergrund des Ereignisses: Die Sonne als Zentralgestirn unseres Sonnensystems verursacht einen beständigen Partikelstrom, der zumeist aus freien Protonen (Wasserstoffkerne) und Elektronen besteht, die aufgrund ihrer elektrischen Ladung sich entlang von Magnetfeldlinien bewegen. Die Magnetfelder an der Oberfläche der Sonne und in der Sonnen-Korona (der „Atmosphäre“ der Sonne) sind sehr dynamisch und es kommt vor, dass die Magnetfeldlinien nicht gebogen sind und wieder zur Sonne zurückführen, wie bei einem bipolaren Stabmagneten, sondern offen sind und in den Weltraum hinaus führen. Aus solchen „koronalen Löchern“ können große Mengen hochenergetischer und geladener Teilchen in den Weltraum geschossen werden. Liegt die durchschnittliche Geschwindigkeit des Sonnenwindes bei 400 km/s, so kann diese bei einem Sonnensturm durchaus auch 900 km/s erreichen. Auch die Teilchendichte, also die Menge des umherfliegenden Materials des Sonnenwindes, schwangt erheblich und weist im Durchschnitt einen Wert von 6 Teilchen pro cm³ auf bei einer gemessenen Bandbreite zwischen unter einem und 100 Teilchen/cm³. Diese Teilchenwolken sind nicht nur unterschiedlich schnell und dicht, sie führen auch ihr eigenes Magnetfeld mit sich und dieses kann in Bereichen der Wolke eher positiv oder eben negativ sein. Bei dem Sonnensturm vom 10. Mai 2024 wurden von Beobachtungssatelliten Sonnenwindgeschwindigkeiten von mehr als 900 km/s gemessen, eine Teilchendichte von 30 Teilchen/cm³ mit einem partiell stark negativen Magnetfeld.
(Quelle: NOAA, Space Weather Prediction Center, www.auroraforecast.is)
Und nun kommt die Erde ins Spiel mit ihrem eigenen Magnetfeld, dass am Nordpol positiv ist. Bei einem negativen interplanetaren Magnetfeld verbinden sich die Magnetfeldlinien mit denen unseres positiven Nordpols und die geladenen Teilchen werden entlang dieser Linien in die polaren Regionen der Erde gelenkt (im Süden passiert das gleiche, dort eben mit umgekehrten magnetischen Vorzeichen). Treffen diese Teilchen nun auf Teilchen unserer Atmosphäre (meist Stickstoff und Sauerstoff), so können sie diese zum Leuchten anregen. Am häufigsten treten grüne Polarlichter auf von angeregtem Sauerstoff in atmosphärischen Bereichen ab 100 km aufwärts. Dieses tritt schon bei normalem Sonnenwind auf, ohne dass ein besonderes „Sturmereignis“ vorliegen muss. Bei einer größeren Teilchendichte und höheren Energien (Geschwindigkeit und Magnetfelddichte) werden andere Teilchen (Stickstoff) in größeren Atmosphärenhöhen (bis 300 km und mehr) angeregt und es kann gelbes, rotes, blaues und violettes Polarlicht geben. Durch die größere Höhe der Lichter sind diese auch von viel größeren, weiter nach Süden reichenden Bereichen der Nordhalbkugel zu sehen. So geschehen am 10. Mai. Der KP-Index als Indikator für die Polarlichtaktivität lag in der Nacht vom 10. auf den 11. Mai bei dem höchsten Wert von 9. Dass dieses Ereignis sich dann auch rasch wieder wandeln kann, zeigt die Beobachtung im Laufe des 11. Mai. Noch gegen 15 Uhr (Universalzeit; im Sommer MEZ -2 Stunden, im Winter MEZ – 1 Stunde) zeigten Messungen noch einen sehr stark ausgeprägten Nordlichtring (bei hoher Teilchendichte und Geschwindigkeit sowie negativem interplanetaren magnetischem Feld) und man konnte sich auf den folgenden Abend freuen! Aber schon gut sechs Stunden später waren die Parameter so verändert, dass die zu erwartende sichtbare Polarlichtzone sehr deutlich abgenommen hatte und bei weitem nicht mehr bis Mitteleuropa reichte.
(Quelle: NOAA, Space Weather Prediction Center, www.auroraforecast.is)
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