SpaceWissenschaft

Die Bilder von Amateurastronomen einer seltenen doppelten Aurora könnten ihre Geheimnisse lüften

Was passiert, wenn zwei verschiedene Arten von Polarlichtern zusammenkommen? Einer verrät die Geheimnisse des anderen.

Amateurastronomen haben eine seltsame Kombination aus roten und grünen Polarlichtern mit der Kamera eingefangen, und Physiker – die so etwas noch nie zuvor gesehen hatten – haben diese Bilder nun verwendet, um herauszufinden, was den mysteriöseren Teil der Lichtshow auslösen könnte.

Der Fotograf Alan Dyer war in seinem Hinterhof in Strathmore, Kanada, als er die Lichter über sich tanzen sah und mit dem Filmen begann. „Ich wusste, dass ich etwas Interessantes hatte“, sagt Dyer, der auch über Astronomie schreibt. Was er nicht wusste, war, dass er gerade die vollständigste Aufzeichnung dieses seltenen Phänomens gemacht hatte.

Auf den ersten Blick sieht Dyers Video aus wie eine himmlische Wassermelone. Die Rinde, eine kräuselnde grüne Aurora, ist gut verstanden: Sie erscheint, wenn der Sonnenwind im Erdmagnetfeld eingeschlossene Protonen mit Energie versorgt, die dann herunterregnen und Elektronen und Atome herumschleudern (SN: 12.10.03).

Der Schwaden aus fruchtigem Magenta ist mysteriöser: Obwohl Wissenschaftler seit Jahrzehnten von diesen „stabilen roten Polarlichtbögen“ wissen, gibt es keinen allgemein anerkannten Beweis dafür, wie sie entstehen. Eine populäre Theorie besagt, dass ein Teil des Erdmagnetfelds die Atmosphäre aufheizen und wie Protonenregen Partikel anstoßen kann.

Aber bis jetzt hatten Forscher diese beiden roten und grünen Polarlichter noch nie nebeneinander gesehen, sagt Toshi Nishimura, ein Weltraumphysiker an der Boston University. „Diese seltsame Kombination“, sagt er, „hat unsere Erwartungen übertroffen.“

Alan Dyers Filmmaterial dieser seltenen doppelten Aurora, ein Zeitraffer, der am 12. Oktober 2021 über 33 Minuten aufgenommen wurde, hilft Physikern, Hinweise darauf zu finden, was das rote Leuchten verursacht.

Zusammen mit Satellitenbeobachtungen zeigen Dyers Bilder und ähnliche Bilder, die von anderen Amateurastronomen in Kanada und Finnland aufgenommen wurden, dass die beiden Phänomene zusammenhängen, berichtet Nishimuras Team im Juli JGR Weltraumphysik. Dünne Strahlen in der roten Aurora sind der schlagende Beweis dafür, wie. Diese Linien zeichnen die Bahnen der Elektronen nach, wenn sie entlang des Erdmagnetfelds fallen. So wie Protonenregen die grüne Aurora auslöst, scheint Elektronenregen die rote auszulösen, wobei der Sonnenwind beide gleichzeitig antreibt. Da die Elektronen weniger Energie tragen als die Protonen, sorgen sie für eine rötlichere Farbe.

Aber Elektronenregen ist möglicherweise nicht der einzige Weg, um dieses rote Leuchten zu erzeugen, warnt Brian Harding, ein Weltraumphysiker an der University of California, Berkeley. Wie auch immer, sagt er, die Ergebnisse sind aufregend, weil sie zeigen, dass die Vorgänge komplizierter sind, als die Forscher dachten.

Es ist wichtig, diese Komplikationen zu verstehen. Die Polarlichter, die Dyer sah, sind zwar schön, aber Gefahrenzonen für Funkkommunikation und GPS-Systeme (SN: 13.08.17). Wie Nishimura es ausdrückt: Wenn Sie unter einem subauroralen roten Bogen fuhren, könnte Ihr GPS Ihnen sagen, dass Sie in ein Feld einbiegen sollen.

Bis Wissenschaftler dieses rote Leuchten besser verstehen, werden sie das Weltraumwetter nicht wie normales Wetter vorhersagen können, erklärt Harding. „Sie wollen sicherstellen, dass Sie solche Dinge vorhersagen können“, sagt er.

Die neuen Ergebnisse wären ohne die Bürgerwissenschaftler, die die Fotos gemacht haben, nicht möglich gewesen, sagt Nishimura. „Das ist eine neue Art der Forschung … Wenn sie immer mehr coole Bilder machen, finden sie immer mehr Dinge, von denen wir nichts wissen.“

Laut Dyer sind weitere Fotos genau das, was kommt. „Wir können einen einzigartigen Beitrag zur Wissenschaft leisten“, sagt er. Schließlich „weiß man nie, was auf einen zukommen wird“.

Y. Nishimura et al. Interaktion zwischen Protonen-Aurora und stabilen roten Polarlichtbögen, enthüllt durch Citizen-Science-Fotografien. Journal of Geophysical Research: Weltraumphysik. Vol. 127, Juli 2022. doi: 10.1029/2022JA030570.

Autoren: Asa Stahl von Sciencenews

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