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Mysteriöse Lichter am Himmel – Forscher stehen vor Rätsel

Viele erinnern sich wohl noch an die Polarlichter diesen Mai. Doch über Japan zeigte sich ein Himmelspektakel, für das Forscher*innen noch immer noch nach Erklärungen suchen.

KI-generiertes Bild einer nebeligen Landschaft mit Lichtquelle am Himmel
© Supriyanto - stock.adobe.com

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Im Mai 2024 zeigten sich kilometerlange bunter Lichter im Himmel über den japanischen Inseln Honshu und Hokkaido. Ausgelöst wurden diese offenbar durch den massiven Sonnensturm, der damals die Erde traf. Doch das Himmelsphänomen unterschied sich maßgeblich von den Polarlichtern in anderen Regionen. Wie genau das geschehen konnte, ist für die Forscher*innen noch immer ein Rätsel.

Sonnensturm: Ungewöhnliche Lichter über Japan

Der Sonnensturm am 11. Mai 2024 führte in zahlreichen Teilen der Erde zu bunten Polarlichtern. Doch über Japan nahm das Himmelsphänomen eine ganz besondere Form beziehungsweise Farbe an. Denn normalerweise erscheinen Polarlichter, die in niedrigen Breiten beobachtet werden, aufgrund der Emission von Sauerstoffatomen rot.

„Doch an diesem Tag wurde die ganze Nacht über ein lachsrosa Polarlicht beobachtet, während kurz vor Mitternacht ein ungewöhnlich hohes, blau dominiertes Polarlicht erschien“, wie es in einer Pressemitteilung der Universität Nagoya heißt. Das blieb auch bei den zahlreichen Bewohner*innen der japanischen Inseln nicht unbemerkt. Sie filmten und fotografierten das Naturspektakel.

Eine Unmenge an privaten Aufnahmen entstand, die nun der Wissenschaft zugutekamen. In einer neuen Studie analysierten die Forscher Sota Nanjo und Kazuo Shiokawadie die Amateur-Videos und -Bilder des blau dominierten Polarlichts. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie vor wenigen Tagen im Fachjournal Earth, Planets and Space.

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Polarlicht erstreckte sich über 1.200 Kilometer

So konnten sie unter anderem die wirkliche Größe des Phänomens abschätzen. Die Untersuchung von Nanjo und Shiokawa lieferte damit die erste Visualisierung der räumlichen Struktur blau-dominanter Polarlichter während eines Sonnensturms. Die Forscher fanden zum Beispiel heraus, dass die Lichter Längsstrukturen aufwiesen, die an magnetischen Feldlinien ausgerichtet waren.

Sie stellten außerdem fest, dass sich das Polarlicht über eine Länge von etwa 1200 Kilometer erstreckte, aus drei getrennten Strukturen bestand und eine Höhe zwischen 400 und 900 Kilo aufwies. Doch trotzdem bleibt noch vieles über das Himmelsphänomen ungeklärt. Denn bisher ist die Forschung davon ausgegangen, dass der irdische Ringstrom Polarlichter in niedrigen Breitengraden erzeugt.

Der Ringstrom ist eine Donut-förmige Region geladener Teilchen, die die Erde umgibt. Er ist die Quelle energiereicher, neutraler Atome (ENAs). Nach diesem Modell versorgt ein Sonnensturm, wie der am 11. Mai, die ENAs mit Strom und lässt so ein farbenfrohes Lichtspiel entstehen. Doch die Forscher halten diese Theorie in Bezug auf das Himmelsphänomen über Japan für wenig plausibel.

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„Der Prozess ist von Geheimnissen umgeben“

Shiokawa erklärt: „In dieser Studie wurde eine Struktur von mehreren hundert Kilometern Länge in Längsrichtung des blau dominierten Polarlichts gefunden, die allein anhand der ENA-Aktivität schwer zu interpretieren ist. Darüber hinaus ist es unwahrscheinlich, dass sich nach diesem Modell Polarlichtstrukturen erzeugen, die an magnetischen Feldlinien ausgerichtet sind, wie in dieser Studie beobachtet.“

Stattdessen könnten ihre Ergebnisse darauf hinweisen, dass sich hier ein anderer, noch unbekannter Prozess am Himmel während des Sonnensturms abgespielt hat. Die Forscher vermuten, dass möglicherweise Stickstoff-Molekülionen durch einen bestimmten Mechanismus nach oben beschleunigt wurden und für die Bildung des blau dominierten Polarlichts verantwortlich waren.

Doch ist es immer noch ein Rätsel „wie Stickstoff-Molekülionen mit großem Molekulargewicht in so großen Höhen existieren können“, so Shiokawa und fügt hinzu: „Solche Ionen sind aufgrund ihrer großen Masse und der kurzen Zeitintervalle der dissoziativen Rekombination nicht leicht in der Lage, über längere Zeiträume zu existieren; Sie werden jedoch in großen Höhen beobachtet. Der Prozess ist von Geheimnissen umgeben.“

Quellen: „Spatial structures of blue low-latitude aurora observed from Japan during the extreme geomagnetic storm of May 2024” ( Earth, Planets and Space 2024), Nagoya University

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