DIE WISSENSCHAFT
Die Wissenschaft hinter den Nordlichtern, erklärt
Wie Sonnenwind, geladene Teilchen und das Erdmagnetfeld zusammenwirken, um den arktischen Himmel in Grün, Rot und Violett erstrahlen zu lassen – die Physik hinter Tromsøs Nordlicht.
Entdecken Sie Nordlicht-Touren auf GetYourGuide ↗Es beginnt 150 Millionen Kilometer entfernt, auf der Sonne.
Die Aurora beginnt mit dem Sonnenwind – einem stetigen Strom geladener Teilchen, meist Elektronen und Protonen, die mit Geschwindigkeiten von mehreren hundert Kilometern pro Sekunde von der Sonne strömen. Ist die Sonne aktiver, stößt sie zudem koronale Massenauswürfe aus: gewaltige Eruptionen von Sonnenmaterial, die die Erde in ein bis drei Tagen erreichen. Sowohl der beständige Wind als auch die gelegentlichen Ausbrüche liefern das Rohmaterial für ein Himmelsspektakel – doch keiner von beiden garantiert eines. Was danach geschieht, wenn dieses Material auf das Erdmagnetfeld trifft, entscheidet darüber, ob der Himmel über Tromsø in einer bestimmten Nacht tatsächlich aufleuchtet.
Das Magnetfeld der Erde lenkt die Partikel zu den Polen.
Das Magnetfeld der Erde lenkt den Großteil des Sonnenwinds um den Planeten herum – der Grund, warum Polarlichter in Äquatornähe so selten sind. Dieselbe schützende Blase bewahrt die Atmosphäre über geologische Zeiträume hinweg. Doch die Feldlinien laufen an den magnetischen Nord- und Südpolen zusammen und leiten geladene Teilchen in zwei ringförmigen Zonen in die obere Atmosphäre – jede nur wenige tausend Kilometer breit – eine über der Arktis, eine über der Antarktis, die einander grob spiegeln. Tromsøs Lage im hohen Norden platziert die Stadt fast direkt unter dem nördlichen Ring, dem sogenannten Polarlicht-Oval – der wichtigste Grund, warum die Stadt so viele Nächte mit Nordlichtern erlebt wie kaum ein Ort in niedrigeren Breiten.
Kollision statt Verbrennung – so entsteht das Licht
Die Aurora ist weder Feuer noch reflektiertes Licht – sie ist Kollision, in einem Ausmaß, das man sich kaum vorstellen kann. Partikel, die vom Magnetfeld nach unten gelenkt werden, prallen in etwa 100 bis 300 Kilometern Höhe auf Sauerstoff- und Stickstoffatome – weit über den 10 bis 12 Kilometern, in denen Verkehrsflugzeuge fliegen – und übertragen dabei Energie, die die Atome anschließend als Photonen freisetzen. Im Grunde derselbe Prozess wie bei einer Neonreklame, nur in enorm größerem Maßstab und in viel größerer Höhe. Die genaue Höhe und das jeweilige Gas bestimmen die Farbe – deshalb kann eine einzige Himmelserscheinung im Verlauf einer Nacht durch mehrere unterschiedliche Farbtöne wandern, je nachdem, in welchen Höhen die Kollisionen stattfinden.
Warum Grün fast jede Präsentation dominiert
Sauerstoffatome in 100 bis 300 Kilometern Höhe erzeugen das Gelbgrün, das an einem typischen Abend den Großteil dessen ausmacht, was man von Tromsø aus tatsächlich sieht – praktischerweise ist dies auch die Farbe, auf die das menschliche Auge bei schwachem Licht am empfindlichsten reagiert, wodurch ein moderates Nordlicht sogar noch lebendiger wirkt, als es seine tatsächliche Helligkeit vermuten ließe. Seltenere Rottöne stammen vom selben Sauerstoff in größerer Höhe, oberhalb von etwa 300 Kilometern, wo Kollisionen seltener vorkommen und das resultierende Leuchten schwächer ist. Blau- und Violetttöne hingegen entstehen durch Stickstoff in tieferen Atmosphärenschichten und erscheinen meist nur bei einem stärkeren, energiereicheren Phänomen, das durch einen größeren Ausbruch von Sonnenpartikeln angetrieben wird.
Die Aurora-Ovale ist nicht fix — sie atmet.
Der Ring der Aurora-Aktivität um den magnetischen Pol dehnt sich und zieht sich kontinuierlich mit den geomagnetischen Bedingungen zusammen – eher wie eine lebendige Form als eine feste Linie auf der Landkarte. In einer ruhigen Nacht kann er sich bis zum Pol selbst zurückziehen und selbst weit im Norden gelegene Orte außen vor lassen; bei einem starken geomagnetischen Sturm schwillt er nach außen an – genau deshalb kann ein intensiver Sturm gelegentlich sichtbares Polarlicht bis nach Mitteleuropa treiben. Tromsøs Lage fast direkt unter dem Oval bedeutet, dass die Stadt kaum Ausdehnung braucht, um ein Schauspiel zu bieten – der wissenschaftliche Grund, warum ein moderater KP-Wert hier direkt über dem Kopf dennoch ein kräftiges, farbenprächtiges Leuchten erzeugen kann.
Der elfjährige Rhythmus hinter den Zahlen
Die Sonnenaktivität schwankt in einem etwa elfjährigen Zyklus, dem sogenannten Sonnenzyklus – und je mehr Sonnenflecken und Eruptionen auf der Sonnenoberfläche auftreten, desto mehr Rohmaterial steht für das Polarlicht zur Verfügung. Der Sonnenzyklus 25 erreichte sein Maximum um 2024 – etwas früher und stärker, als viele Prognostiker erwartet hatten – und die erhöhte Aktivität hält in der Regel noch einige Jahre über den Höhepunkt hinaus an, bevor sich die Sonne allmählich dem nächsten Minimum nähert. All dies ändert nichts an Tromsøs grundlegendem geografischem Vorteil – seine Lage unterhalb des Polarlicht-Ovals zählt in jedem Teil des Zyklus –, doch eine aktivere Sonne bedeutet in der Regel auch häufigere und hellere Himmelsphänomene.
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