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Astronomie+Physik

Wie Polarlichter entstehen

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Auf der Nachtseite der Erde können sich riesige elektromagnetische Tornados in den Weltraum schrauben. Die Wirbelstürme erstrecken sich über eine Länge von 70.000 Kilometern und bestehen aus verdrillten Magnetfeldlinien, denen elektrisch geladene Teilchen mit riesigen Geschwindigkeiten folgen. Prasseln diese Teilchen auf die Ionosphäre genannte höhere Atmosphärenschicht, entstehen Polarlichter. Die magnetischen Wirbelstürme entstehen immer dann, wenn der Sonnenwind die Magnetosphäre überdehnt und diese wie ein Gummiband ruckartig zurückschnappt, hat ein internationales Forscherteam um Karl-Heinz Glaßmeier von der Technischen Universität in Braunschweig herausgefunden. Zwei dieser Wirbelstürme haben die Forscher mit Satelliten entdeckt und mit Polarlichtern in Verbindung bringen können.

Die Forscher werteten Beobachtungsdaten der fünf
Themis-Satelliten aus. Diese Sonden starteten im Februar 2007 in der erdnahen Weltraum, um von verschiedenen Bahnen aus die sogenannte Magnetosphäre zu vermessen. Das Magnetfeld in dieser Schutzhülle der Erde bewahrt den Planeten vor dem Partikelschauer des Sonnenwinds. Die Forschungssatelliten kommen der Erde teilweise bis auf zu 500 Kilometer nahe und entfernen sich auf ihren elliptischen Bahnen bis auf Distanzen von über 180.000 Kilometern.

Auf der sonnenabgewandten Seite der Erde haben die Astronomen nun zwei magnetische Wirbelstürme ausgemacht: lang gezogene, die Magnetfeldlinien verdrillende Trichter, die sich von der Ionosphäre in rund 470 Kilometern Höhe über 70.000 Kilometer weit in den erdnahen Weltraum ziehen. Ein Wirbel schleudert geladene Teilchen auf die Ionosphäre und lässt damit Polarlichter entstehen. Der andere Wirbel führt Teilchen wieder von der Erde weg. Dadurch schließt sich ein riesiger Stromkreis, der nach Berechnungen der Forscher eine Stromstärke von über 100.000 Ampere führt.

Die Wirbelstürme müssen mitverantwortlich für die Polarlichter sein, stellen die Forscher fest. Denn nur eine Minute, nachdem Themis die Weltraumtornados registriert hatte, setzten Polarlichter über Nordamerika ein. Eine Gefahr für den Menschen besteht nicht, betonen die Forscher. Die elektromagnetischen Wirbel sind allerdings Bestandteile des sogenannten
Weltraumwetters, das technische Geräte wie Satelliten außer Gefecht setzen kann.

New Scientist, Onlinedienst ddp/wissenschaft.de ? Martin Schäfer
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