Wie kann man Polarlichter vorhersagen?

Am Sonntag war am österreichischen Nachthimmel ein spektakuläres Schauspiel zu beobachten. Polarlichter färbten den Himmel rot.

Wer Polarlichter sehen will, muss dafür sonst in den hohen Norden reisen: In Alaska, Island, Finnland oder Norwegen sind sie regelmäßig zu beobachten. Aber nicht nur dort gibt es den bunten Nachthimmel. Die sogenannte Aurora Australis ist das südliche Gegenstück zum Nordpolarlicht, Aurora Borealis.

Ein Sonnensturm und eine besondere Konstellation ermöglichten es, dass man die Lichter am Sonntag auch hierzulande sehen konnte. Das Ereignis war eine große Überraschung, die leider nicht alle Österreicher*innen rechtzeitig mitbekommen haben.

Sonnenstürme machen die Lichter bunt

Die Lichter entstehen, wenn geladene Sonnenteilchen, auch bekannt als Sonnenplasma, mit neutralen Teilchen in unserer Magnetosphäre zusammenstoßen. Durch diesen Zusammenprall entstehen die Lichteffekte. Je nachdem, welche Teilchen beteiligt sind, ändert sich das Farbspektrum. So färben Sauerstoff-Teilchen die Lichter grün und rot, während Stickstoff-Teilchen für blaue und dunkelrote Farbgebungen verantwortlich sind.

Sonnenwinde, die das Plasma zu uns bringen, wehen aber nicht immer gleich. Genaue Prognosen für Aurorae sind deshalb schwierig. Als Basis für die Vorhersage dienen vor allem die Beobachtungen der Sonnenaktivität. Die Winde sind etwa stärker, wenn die Sonnenatmosphäre Löcher aufweist.

Auch sogenannte Sonnenflecken lassen mehr Plasma entweichen. Sonnenflecken entstehen durch Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche. Diese Aktivität ist nicht ganz zufällig, sondern folgt bestimmten Zyklen, die auch zur Prognose von Polarlichtern genutzt werden.

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Die derzeit verfügbaren Methoden, um das Auftreten von Polarlichtern vorherzusagen, sind allerdings eher dürftig. “Die Vorhersagen sind nicht so genau, wie man sie gerne hätte", erklärt Christian Möstl, der das Austrian Space Weather Office in Graz leitet. Denn dazu müsse der Sonnenwind, der für die bunten Himmelserscheinungen verantwortlich ist, erst an einer Sonde am Lagrange-1-Punkt vorbeikommen. Der Punkt ist etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde Richtung Sonne entfernt. Das entspricht etwa dem vierfachen Abstand von der Erde zum Mond.

Relativ genau lassen sich Polarlichter deshalb nur maximal eine Stunde vor dem Ereignis prognostizieren: “Bei einem langsamen Sturm dauert es eine Stunde, bei einem schnellen kann es auf 10 bis 15 Minuten heruntergehen, bis die Plasmateilchen auf der Erde eintreffen”, sagt der Experte für Weltraumwetter.

Zwar gebe es auch längerfristige Schätzungen, etwa für bis zu 27 Tage im Voraus. “Die sind jedoch definitiv ungenau. Der Hintergrund-Sonnenwind ändert sich nicht ganz so schnell, damit wird man jedoch nie Aurora in Mitteleuropa vorhersagen”, sagt Möstl.

Entscheidend für die Prognosen sei nämlich die genaue Bestimmung der Magnetfelder, welche die Plasmawolken durchziehen, die Richtung Erde unterwegs sind. "Die Magnetfelder haben eine gewisse Struktur, die seit 25 Jahren bekannt ist. Es gibt verschiedene Typen mit unterschiedlichen Eigenschaften", so der Experte. Allerdings würden derzeitige Methoden nicht für eine genaue Bestimmung ausreichen.

ESA will genauere Daten bereitstellen

Das soll sich jedoch ändern, wenn es nach der ESA geht. Ihre Vigil Mission soll 2030 bis zum Lagrange-Punkt-5 gelangen und dann Daten in Echtzeit liefern. Damit sollen Magnetfelder in Sonnenstürmen früher und anhand von Bildern bestimmt werden können. Auch das Space Weather Office arbeitet an Echtzeitmodellen, die sich derzeit im Aufbau befinden.

Wer das Spektakel am vergangenen Wochenende verpasst hat, soll jedoch schon bald wieder die Gelegenheit dazu haben. “In den nächsten 3 bis 4 Jahren werden wir in Österreich mehr Polarlichter sehen. Vielleicht ist noch ein um einiges stärkeres Event dabei”, vermutet Möstl: “Jetzt kommen wir in einen stärkeren Sonnenzyklus, der Richtung Normalzustand geht. Der letzte Zyklus von Ende der 1990er-Jahre bis 2019 war hingegen sehr schwach”, erklärt er.

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Informationen über Ereignisse in Echtzeit

Christian Möstl empfiehlt ein paar Tools für Österreicher*innen, die die nächsten Polarlichter in Österreich nicht mehr verpassen wollen:

• Spacewather ist eine US-amerikanische Plattform. "Sie haben gute Einschätzungen, jedoch einen stärkeren Fokus auf die USA", erklärt Möstl.
• NOA Space Weather ist eine Plattform der amerikanischen Wetterbehörde. Die Einschätzungen sind eher wissenschaftlich und die Datenaufbereitung sehr technisch.
• Österreichisches Space Weather Portal ist ein Projekt von Geosphere Austria. Es befindet sich derzeit noch im Aufbau. Künftig soll es dort Vorhersagen für Aurora-Ereignisse in Österreich geben.

Wer genau wissen möchte, wann das nächste Ereignis stattfindet, sollte ein Auge auf die Social-Media-Kanäle von Geosphere Austria haben, meint Möstl. Er selbst sei auf X (Twitter) aktiv und informiere in Echtzeit, wenn sich am österreichischen Nachthimmel etwas tut. “Wenn das richtig losgeht, dauert das 2 bis 3 Stunden. Bis zu einem gewissen Grad ist es immer eine Überraschung. Man muss immer schauen, was passiert", erklärt Möstl.