Polarlichter faszinieren Menschen seit Jahrtausenden. Sie tanzen geheimnisvoll über den Nachthimmel, leuchten in kräftigem Grün, manchmal in Rot oder gar Violett. Doch was steckt eigentlich hinter diesem Naturphänomen? Die Farben des Nord- und Südlichts sind kein Zufall, sondern das Ergebnis komplexer physikalischer Prozesse hoch oben in der Atmosphäre.

Wie entstehen Polarlichter?

Polarlichter – auch Aurora Borealis (Nordhalbkugel) oder Aurora Australis (Südhalbkugel) genannt – entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen des Sonnenwinds auf die Erdatmosphäre treffen. In der Nähe der Pole wird dieser Sonnenwind durch das Magnetfeld der Erde in die oberen Atmosphärenschichten gelenkt. Dort kollidieren die Teilchen mit Atomen und Molekülen der Luft. Dabei wird Energie freigesetzt – in Form von Licht.

Grün: Die häufigste Polarlichtfarbe

Die mit Abstand häufigste Farbe am Himmel ist Grün. Sie entsteht, wenn Sauerstoffatome in einer Höhe von etwa 100 bis 150 Kilometern angeregt werden. Diese geben überschüssige Energie in Form von grünem Licht (Wellenlänge 557,7 Nanometer) ab. Das grüne Leuchten ist somit das klassische Erscheinungsbild der Aurora – ein Zeichen für mäßige Sonnenaktivität in mittleren Höhen der Atmosphäre.

Rot: Polarlicht aus großer Höhe

Rot leuchtende Polarlichter entstehen in noch höheren Luftschichten – ab etwa 200 Kilometern Höhe – ebenfalls durch Sauerstoff. Diese Emission ist seltener sichtbar, da sie eine langsame Energieübertragung erfordert. Rote Polarlichter treten vor allem bei starker Sonnenaktivität auf und wirken oft diffus, da sie über dem grünen Licht liegen.

Violett und Purpur: Die Farben intensiver Displays

Wenn die Aurora in Violett oder Purpur erscheint, ist meist ionisierter Stickstoff beteiligt. Diese Farben entstehen bei sehr energiereichen Teilchenströmen und sind oft an den unteren Rändern intensiver Polarlichter zu sehen. Sie deuten auf eine besonders aktive Phase im Magnetfeld der Erde hin.

Blau: Die seltenste Farbe der Polarlichter

Blaues Polarlicht ist äußerst selten. Es entsteht in vergleichsweise niedrigen Höhen durch molekularen Stickstoff, wenn dieser von besonders energiereichen Teilchen getroffen wird. Blaues Licht ist schwächer und wird leicht von anderen Farben überstrahlt – ein Grund, warum es so selten wahrgenommen wird.

Was die Farben wirklich zeigen: Ein Blick in die Physik der Atmosphäre

Die Farben der Polarlichter sind mehr als nur ein ästhetisches Schauspiel. Sie geben Hinweise darauf, in welcher Höhe die Lichtemission stattfindet, welche Gase beteiligt sind und wie stark die Sonnenaktivität ist. Grün steht für Sauerstoff in mittlerer Höhe, Rot für hohen Sauerstoff, Violett und Blau für Stickstoff bei sehr starker Energieeinwirkung.

Polarlichter einfach erklärt

Was ist die Aurora? Die Aurora – also das Polarlicht – ist ein buntes Leuchten am Himmel in der Nähe der Pole. Es entsteht, wenn Teilchen von der Sonne auf die Erdatmosphäre treffen.

Was heißt „ionisch“? „Ionisch“ bedeutet: ein Teilchen ist elektrisch geladen, weil es Elektronen verloren oder aufgenommen hat. Solche Teilchen können bei Polarlichtern violettes oder blaues Licht erzeugen.

Was ist molekularer Stickstoff? Das ist die Form, in der Stickstoff in der Luft vorkommt – zwei Stickstoffatome bilden ein Molekül (N₂). Trifft Sonnenenergie darauf, kann er farbig leuchten, zum Beispiel violett oder blau.