Polarlichter sind Leuchterscheinungen am Nachthimmel, die überwiegend in den Polarregionen des Nordpols und Südpols auftauchen. Normalerweise reichen sie von den Polen bis zu 60 Grad nördlicher und südlicher Breite. In Ausnahmefällen können sie aber auch in Mitteleuropa zu beobachten sein.
In Abhängigkeit davon, auf welcher Erdhalbkugel sie beobachtet werden, nennt man Polarlichter auch Nordlichter (Auroa borealis) respektive Südlichter (Auora australis).
Die Polarlichter finden als elektrometeorische Leuchterscheinung ihren Ursprung in der Sonne. Bei sogenannten Sonneneruptionen entsteht der Sonnenwind: eine Wolke aus elektrisch geladenen Materieteilchen, die sich mit Geschwindigkeiten zwischen 400 und 900 km/h durch das Weltall bewegen. Da es sich bei den Materieteilchen überwiegend um elektrisch geladene Teilchen und Protonen handelt, spricht man auch von einer Plasmawolke. Kreuzt die Materiewolke die Erdbahn, werden die Teilchen entlang der Feldlinien des Erdmagnetfeldes in Richtung der Pole geleitet. An den Polen treffen die Materieteilchen des Sonnenwindes praktisch senkrecht auf die Atome und Moleküle der oberen Atmosphäre. Es findet ein Energieaustausch zwischen den Materialteilchen und den Atomen der Atmosphäre statt. Letztere werden durch den Zusammenstoß der Teilchen ionisiert, d. h. elektrisch aufgeladen. Dieser Zustand dauert nur kurze Zeit an. Die Luftteilchen geben die elektrische Ladung wieder ab, wodurch ein Lichtphoton freigesetzt wird, das für den Leuchteffekt verantwortlich ist.
Typischer Weise erscheinen Polarlichter als längliche, nebulöse Lichtbänder, die langsam über den Nachthimmel wandern. Oft sind sie von grüner Farbe, es gibt sie aber auch in Rot- und Blautönen. Die Farbe des Polarlichtes hängt dabei von der Art der Luftmoleküle ab, die zum Leuchten angeregt werden. Dabei spielt auch die Höhe eine Rolle, in der das Polarlicht wirkt. Grün leuchten Sauerstoffatome in 100 km Höhe, in 200 km Höhe leuchten Sauerstoffatome rot. Blau bis violett leuchtende Polarlichter entstehen durch die Anregung von Stickstoffatomen. Hierfür ist aber sehr viel Energie nötig, und so sind blaue Polarlichter selten.
Bilder von Polarlichtern
Die Häufigkeit von Polarlichtern ist abhängig vom 11-jährigen Aktivitätszyklus der Sonne. In diesem durchläuft unser Zentralgestirn eine Phase mit besonders starken Sonneneruptionen und hoher Anzahl von Sonnenflecken über ein Aktivitätsminimum bis zu einer erneuten Hochphase: Die nächste Hochphase wird für 2013 erwartet. Zum Höhepunkt der Sonnenaktivität können Polarlichter auch weit jenseits der Polregionen beobachtet werden und sogar bis in den Mittelmeerraum reichen.
Zur Vorhersage von Polarlichtern wird die Stärke des Sonnenwindes gemessen und auf Sonneneruptionen geachtet. Bei den Sonneneruptionen (Flares) wird meistens nicht nur Materie ausgestoßen, sondern oft entsteht auch Röntgenstrahlung. Diese bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit und erreicht die Erde nach ca. 8 Minuten. Satelliten registrieren diese Strahlung und je nach ihrer Intensität kann die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Polarlichtern berechnet werden. Die Materieteilchen des Sonnenwindes erreichen die Erde dann ca. 2 Tage nach der Sonneneruption.
Die Polarlichter an sich sind ein harmloses Naturphänomen, allerdings können Teilchensturm und Strahlung Satelliten beschädigen, Navigationsgeräte und Funknetze stören und zu Stromausfällen führen. Da sich das Erdmagnetfeld phasenweise abschwächt und es sogar zu einem Polsprung kommen kann, ist es im Bereich des Möglichen, dass es die Erdoberfläche einmal nicht vor dem Beschuss mit kosmischen Teilchen und Strahlung schützen kann. Das hätte verheerende Folgen für alle Elektrogeräte und würde eine Gefährdung für das Leben auf der Erde darstellen.
Der Sonnenwind macht nicht an der Erde halt; auch auf anderen Planeten gibt es Polarlichter. Voraussetzung für ihre Entstehung ist, dass der Planet über ein Magnetfeld und eine Atmosphäre verfügt.
Nordlichter sind in den Mythen und Legenden historischer Völker fest verankert. Erste Überlieferungen sind ca. 2000 Jahre alt. Die Wikinger deuteten Nordlichter als Zeichen dafür, dass irgendwo auf der Welt eine große Schlacht geschlagen wurde.
Im Mittelalter galten Polarlichter als schlechtes Omen.
Fantastische Fotos von Polarlichtern hat der Fotograf Martin Rietze auf Vulkane auf Island angefertigt. Interessant ist auch das neu entdeckte Himmelsphänome STEVE, welches zusmammen mit Polarlichtern auftritt, dessen Entstehung allerdings Rätsel aufgibt.