Es war fast schon ein „Event mit Ankündigung“, da über drei starke koronale Massen-Auswürfe (CME, coronal mass ejections) berichtet wurde, die am 8. Mai auf der Sonne zu beobachten waren. Der Strom aus geladenen Teilchen braucht dann meist 1 bis 2 Tage, bis er die Erde erreicht und für Polarlichter sorgt.
Sind diese CME besonders stark, so kann man auch in südlichen Breiten, also nicht nur im hohen Norden, Polarlichter beobachten. Genau das geschah gestern Abend, in der Nacht vom 10. zum 11. Mai. Geplant war eine Aufnahme des Spektrum der Galaxie M58 im Comahaufen. Gegen 20 Uhr war in Richtung Norden ein rötlicher Schein zu sehen, der sich in den nächsten Stunden zu einem imposanten Polarlicht-Ereignis ausformte.
Am schönsten erkennt man dieses Aufbauen im Video, dass die Allsky-Kamera über die gesamte Nacht aufgezeichnet hat.
https://www.astro-images.de/wp-content/uploads/2024/05/Polarlichter_10052024.mp4
Das Spektrum des Polarlichts, ist durch die Farben Violett, Blau, Grün und Rot bestimmt. Es handelt sich hier um Emissionslinien, die durch die Anregung von molekularem Stickstoff (N2), atomaren Stickstoff (N) und atomaren Sauerstoff (O) entstehen. Die Energie dazu stammt aus dem starken Sonnenwind (CME).
N2+ emittiert bei 391.4 nm, 423.6 nm, 427.8 nm, 465.2 nm, 470.9 nm (deutlich)
N2 emittiert bei 399.7 nm, 405.8 nm (kaum ausgeprägt)
NII emittiert bei 500.1 nm (nicht zu sehen)
NI emittiert bei 520,0 nm (deutlich)
OI emittiert bei 557.7 nm, 630.0 nm, 636.4 nm (sehr deutlich)
Die Sauerstofflinie bei 557.7 nm ist auch ohne Polarlicht in allen meiner Spektren präsent. In der folgenden Abbildung ist das Polarlicht-Spektrum rot dargestellt. Bei diesem Verlauf habe ich zuvor das „normale“ Hintergrund-Spektrum an meinem Beobachtungsort entfernt (man erkennt noch kleine Rest-Peaks der Energiesparlampen der Nachbarschaft, etwa bei 546 nm und 611 nm). Die graue Profillinie ist das gleiche „rote“ Spektrum, aber um den Faktor 50 gestreckt, so dass man die schwächeren Linien besser erkennen kann.
Schöner als diese Zahlenangaben und der Profilverlauf ist der Farbverlauf, der sich aus der gemessenen Intensität pro Wellenlänge synthetisieren lässt.
Die hellen Streifen im Farbverlauf markieren die hellen Emissionslinien. Die stärkste Emission liegt im Orange-Roten. Ganz als linken Rand, also im Violetten, und im Blauen Bereich emittiert das Stickstoff-Molekül – einmal neutral und einmal einfach ionisiert.
Dies sind keine scharfen Linien, da durch die zwei Atome im Molekül energetisch dicht beieinander liegende, zusätzliche Übergänge (Rotation + Vibration) mitwirken und so statt einer einzigen Linie ein breiter Linienverbund entsteht.