Warum sind die Polarlichter saisonal?

Wenn Sie jemals nach draußen gewandert sind, um einen mit grünen oder roten Farbwogen übersäten Nachthimmel zu sehen, haben Sie entweder Zugang zu interessanten Drogen oder Sie haben eine Aurora aus erster Hand gesehen.

Wenn Sie zur letzteren Kategorie gehören, können Sie mit Sicherheit sagen, dass Ihre Himmelsbeobachtung im Frühling oder Herbst stattfand. Lange, dunkle Nächte, die nicht elend kalt sind, schaffen eine angenehme Atmosphäre für Polarlichter. Obwohl es einige Ideen gibt, warum Polarlichter in der Zeit um die Herbst- und Frühlingsäquinoktien (ungefähr am 23. September und 21. März) am stärksten zu sehen sind, kennt niemand den vollständigen Grund, warum geomagnetische Stürme in dieser Zeit zunehmen.

Und mit dieser beiläufigen Erwähnung des Erdmagnetismus sollten wir uns alle darüber einig sein, was eine Aurora ist . In ihrem Herzen stammen die wundersamen Polarlichter, die wir kennen und lieben, von Sonnenstürmen, die mit dem Magnetfeld der Erde interagieren (was – Sie haben es erraten – geomagnetische Stürme verursachen kann). Der Sonnenwind enthält energetisierte Teilchen, die in unser Magnetfeld eintreten. Dieser Zustrom von Sonnenenergie wird schließlich auf atmosphärische Ionen übertragen, hauptsächlich Stickstoff- und Sauerstoffionen. Diese angeregten Ionen geben dieses zusätzliche bisschen Energie als Licht ab und eine Aurora wird geboren. Es ist tatsächlich sehr ähnlich, wie wir Neonlicht bekommen [Quelle: Taylor]. Aber natürlich kann eine Aurora 60 Meilen (100 Kilometer) oder höher sein, und wir können sie am kühlen Nachthimmel sehen [Quelle: Taylor ].

Während viele, die noch keine Aurora gesehen haben, es für ein seltenes Phänomen halten, gibt es tatsächlich zu jeder Zeit irgendwo auf der Erde eines [Quelle: Lummerzhein ]. Zugegeben, diese Aurora ist nicht unbedingt das gespenstische, gemalte Muster, an das wir alle normalerweise denken. Wenn der Sonnenwind ruhig ist, könnten ihn nur diejenigen in extrem hohen Breiten sehen – tatsächlich könnten sie ihn überhaupt nicht sehen, da er furchtbar schwach sein könnte.

Warum also haben wir im Herbst und Frühling eine viel robustere Aurora- Saison? Geomagnetismus folgt keinem saisonalen Muster, genauso wenig wie die Sonnenaktivität (obwohl es diesen 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus gibt), also scheint es keinen Sinn zu machen. Wissenschaftler räumen ein, dass sie sich nicht ganz sicher sind, warum Herbst und Frühling die besten Zeiten für Polarlichter zu sein scheinen. Aber sie haben ein paar Ideen, dank Quellen wie der NASA -Mission THEMIS, kurz für Timed History of Events and Macroscale Interactions during Substorms.

Ein Teil der Saisonabhängigkeit scheint auf die Geometrie hinzuweisen. Das Magnetfeld der Erde zeigt nach Norden, und es gibt Zeiten, in denen das weitreichende Magnetfeld der Sonne (als interplanetares Magnetfeld oder IMF bezeichnet ) nach Süden zeigt. Das ermöglicht eine ernsthafte Ausrichtung; Die Magnetfeldlinie der Erde kann direkt in den Sonnenwind zeigen. Die sonneneigene Nord-Süd-Magnetfeldlinie heißt B _z ( Bee-Sub-Zee ). Wenn B _z nach Süden zeigt, richtet sich der IMF auf das Erdmagnetfeld aus und verringert es, sodass der Sonnenwind leichter einströmen und seine Energie in unsere innere Magnetosphäre gelangen kann [Quellen: NASA , NASA ]. B _zschwankt zwischen Norden und Süden, aber im Frühjahr und Herbst kann es große Ausschläge nach Süden geben. Was wir bekommen, ist eine Flut von Discolichtern am Himmel.

Es gibt noch einen weiteren geometrischen Grund für Herbst-Frühling bevorzugte Polarlichter. Die Rotationsachse der Sonne ist etwas geneigt, und der Sonnenwind ist an den Polen am stärksten. Alle sechs Monate, wenn sich die Erde in Bezug auf die Sonne auf ihrem höchsten Breitengrad befindet, haben wir den größten Kontakt mit den Polen der Sonne und damit ihrem Wind [Quelle: NASA ].

Da haben Sie es also. Polarlichter treten aufgrund der Geometrie und B _z saisonal auf . Nicht ganz. Im Jahr 2001 wurde ein Papier veröffentlicht, in dem argumentiert wurde, dass all diese bekannten Faktoren saisonaler Polarlichter nur etwa ein Drittel der geomagnetischen Stürme ausmachten [Quelle: NASA ]. Der Rest? Nur der Himmel weiß es.

Wo die Lichtshow beginnt

Dieses ausgezeichnete fünfminütige Video der Fakultät für Physik der Universität Oslo, das auf der Website der NASA verfügbar ist, erklärt, wie Polarlichter entstehen. Anschauen lohnt sich, wenn man es noch nicht ganz geklärt hat.

Anmerkung des Autors: Warum sind die Polarlichter saisonal?

Eines der coolsten Dinge beim Studieren von Wissenschaft im Weltraum ist, dass Sie für jede Antwort, die Sie finden, auf eine andere Frage stoßen. Das Studium der Polarlichter ist ein super cooles Beispiel dafür; Sicher, sie wissen ein paar Dinge darüber, warum sie saisonal sind. Aber das ist nur ein wirklich kleiner Teil, der nicht das Ganze erklärt. Um mehr Informationen über Polarlichter im Allgemeinen zu erhalten, hat die NASA die THEMIS-Mission gestartet, und Sie können hier über die Ergebnisse der Agentur lesen .

Zum Thema passende Artikel