Lichtphänomen in den USA – Vorbote herannahenden Sonnenmaximums

terra-mystica.jimdofree.com berichtet:  Ein Fotograf hat vor kurzem Bilder von leuchtend grünen Lichtstreifen aufgenommen, die scheinbar regungslos am sternenübersäten Himmel über einer US-Bergkette hängen.

Die unheimliche Lichtshow erinnert zwar an Polarlichter, doch es handelt sich in Wirklichkeit um ein wesentlich selteneres Phänomen.

Das atemberaubende Naturschauspiel wurde von Aaron Watson in der Nähe der West Elk Mountains im US-Bundesstaat Colorado festgehalten. Die streifigen, smaragdgrünen Lichter tauchten kurz vor Mitternacht am 21. Juni auf und hielten etwa zwei Stunden lang an, während derer sie sich langsam über den Himmel bewegten. Ähnliche, aber weniger intensive Versionen dieser Lichter wurden laut Spaceweather.com auch in anderen Teilen von Colorado gesichtet.

Zunächst glaubte Watson, dass die Lichter zu nachtleuchtenden Wolken gehörten, die laut Vorhersage im Juni und Juli dieses Jahres immer häufiger auftreten sollten. Doch als sich auch noch leuchtende Farben entwickelten, schien dies unwahrscheinlich.

Er spekulierte auch, dass es sich um ein sich langsam bewegendes Polarlicht oder ein verwandtes Phänomen wie STEVE (Strong Thermal Emission Velocity Enhancement) handeln könnte, dessen violettes und grünes Lichtband ebenfalls ein faszinierendes farbenfrohes Naturschauspiel bietet.

Aber auch einen stabilen Polarlichtbogen, der durch einen auf die Erde prallenden Sonnensturm ausgelöst wurde, schloss er nicht aus.

Zu diesem Zeitpunkt gab es jedoch keinen Sonnensturm und die Lichter konnten als das Ergebnis eines als Nachthimmelleuchten oder Nachthimmellicht (Airglow) bezeichneten Phänomens identifiziert, das in den oberen Bereichen der Erdatmosphäre durch weniger extreme Formen der Sonnenstrahlung ausgelöst wird.

Das Nachthimmelleuchten ist vom Boden aus nur selten zu sehen, könnte aber laut den Experten in den kommenden Monaten und Jahren mit zunehmender Sonnenaktivität immer häufiger auftreten.

Sie erklärten gegenüber Live Science, dass der bevorstehende Höhepunkt der Sonnenaktivität, der für das Jahr 2025 geplant war und im Vergleich zu früheren Spitzenwerten relativ schwach ausfiel, möglicherweise schon Ende 2023 eintreten und aktiver sein wird als bisher erwartet.

Der Anblick eines so lebhaftes Nachthimmelleuchten stützt diese Hypothese zusätzlich.

Eine Studie, die im März 2021 in der Fachzeitschrift JGR Space Physics veröffentlicht wurde, zeigt, dass das Nachthimmelleuchten in der Vergangenheit während früherer Sonnenmaxima am deutlichsten sichtbar war – dem Zeitraum des etwa 11-jährigen Sonnenzyklus, in dem die Sonnenaktivität ihren Höhepunkt erreicht und die Sonne mehr Strahlung und Sonnenstürme freisetzt.

Die Verfolgung von Veränderungen im Nachthimmelleuchten kann daher laut NASA helfen, den Verlauf des Sonnenzyklus zu verfolgen. (Auch Polarlichter treten während des Sonnenmaximums häufiger auf.)

Nachthimmelleuchten und Polarlichter werden beide durch die auf die Erde treffende Sonnenstrahlung ausgelöst, doch die Mechanismen dahinter sind sehr unterschiedlich: Polarlichter entstehen, wenn die elektrisch geladenen Teilchen (hauptsächlich Elektronen, aber auch Protonen) des Sonnenwinds aus der Magnetosphäre auf Sauerstoff- und Stickstoffatome in den oberen Schichten der Erdatmosphäre treffen und diese ionisieren.

Bei der nach kurzer Zeit wieder erfolgenden Rekombination wird Licht ausgesandt. Durch die Energieübertragung gelangen die Elektronen auf ein höheres Energieniveau, fallen danach aber wieder zurück und erzeugen ein Fluoreszenzlicht.

Das Nachthimmelleuchten entsteht hingegen 80 bis 480 Kilometer über der Erdoberfläche in einem Bereich der Atmosphäre, der als Ionosphäre bezeichnet wird.

In größeren Höhen nimmt das Glühen eine rote Farbe an, die von angeregten Stickstoffatomen erzeugt wird. Nachts reagieren diese ionisierten Moleküle mit Gasen, die ein zusätzliches Elektron tragen, um die verlorenen Teilchen zurückzugewinnen.

Bei diesen Reaktionen wird viel Energie freigesetzt, die als Licht abgegeben wird, ähnlich wie bei Polarlichtern. Allerdings ist das Lichtspiel langsamer und oft schwächer.

Das Nachthimmelleuchten ist nicht das einzige Anzeichen in der oberen Atmosphäre, dass das Sonnenmaximum bald erreicht ist. Auch die Thermosphäre, die vorletzte Schicht der Atmosphäre, die sich mit der Ionosphäre überschneidet, erwärmt sich so schnell wie seit fast 20 Jahren nicht mehr, da sie die Energie der immer häufiger auftretenden Sonnenstürme aufsaugt.

Die Sonne hat einen Zyklus, in der ihre Sonnenaktivität alle zehn bis zwölf Jahre einen Höhepunkt mit besonders vielen Sonnenflecken und Eruptionen erreicht, der danach wieder nachlässt und mit einem erneuten Ansteigen den ganzen Zyklus wiederholt.

Dieser »Sonnen-Herzschlag« verhält sich aber sehr unregelmäßig und der Aktivitäten-Zyklus fällt unterschiedlich lang oder kurz aus. Die Ursache dieser Schwankungen vermutet man in den enormen Magnetfeldern im Inneren der Sonne, die wie ein riesiger Dynamo wirken und die Konvektion des heißen Plasmas beeinflusst und es in konstanten Abständen pulsieren lässt.

In der Nähe ihrer Oberfläche besitzt die Sonne aber einen zweiten solchen Dynamo, der zwar ähnliche Prozesse vollzieht, sie aber wesentlich unbeständiger und chaotischer ablaufen.

Wie diese Unregelmäßigkeiten in den Sonnenzyklen zustande kommen, ist bislang ein Rätsel.

© Fernando Calvo für terra-mystica.jimdofree.com 05.07.2023

spacewaether.com schreibt weiter:

„Ich wachte gegen Mitternacht auf und hatte einen kristallklaren Himmel“, sagt Watson. „Ich bemerkte ein paar zarte Strahlen und dachte, dass es sich vielleicht um leuchtende Nachtwolken handelte, aber bei näherer Betrachtung war es ein intensives grünes Luftglühen, das über den gesamten Himmel kräuselte.“

Die Wellen sehen aus wie Polarlichter, sind es aber nicht. Airglow ist ein völlig anderes Phänomen. Es beginnt tagsüber, wenn Sonnenlicht Atome in der oberen Erdatmosphäre ionisiert.

 Nachts rekombinieren die Atome und geben Licht ab, während sie wieder ganz werden. Das grüne Licht, das Watson sah, stammt von Sauerstoffatomen, die 90 bis 100 km über der Erdoberfläche rekombinieren.

Obwohl es sich hierbei nicht um Polarlichter handelt, könnten sie dennoch mit der Sonnenaktivität in Zusammenhang stehen. In den 1930er Jahren erkannte Lord Rayleigh, dass das Luftglühen in den Jahren um das Sonnenmaximum herum seinen Höhepunkt erreicht.

Moderne Studien, beispielsweise aus den Jahren 2011 und 2022 , haben die Wirkung bestätigt. Airglow ist am hellsten, wenn die Sonne am aktivsten ist. Der Grund dafür ist nicht vollständig geklärt, aber es hängt wahrscheinlich mit der erhöhten Produktion ionisierender ultravioletter Strahlung durch die Sonne zusammen.

Eine stärkere Photoionisierung während des Tages führt zu einer stärkeren Rekombination in der Nacht.

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