STEVE: Leuchtender Fluss über Frankreich

Über dem Horizont wölbt sich ein kräftig rot leuchtender STEVE-Bogen. Darüber leuchtet der Himmel mattrot. Am Horizont verströmt ein Leuchtturm an der französischen Côte d'Opale sein Licht.

Bildcredit und Bildrechte: Louis LEROUX-GÉRÉ

Manchmal strömt ein Fluss aus heißem Gas über den Himmel. In diesem Fall entstand der Fluss durch Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (STEVE, Starke thermische Emissionsgeschwindigkeitserhöhung). Der STEVE leuchtete in hellem Rot, Weiß und Rosarot.

Wie ein STEVE im Detail entsteht, wird weiterhin erforscht. Es gibt aktuelle Hinweise, dass das Leuchten von einem schnell strömenden Fluss heißer Ionen stammt. Dieser Fluss befindet sich in einer Höhe von mehr als hundert Kilometern in der Erdatmosphäre, nämlich in der Ionosphäre.

Das ausgedehnte matte rote Leuchten hängt vielleicht mit dem fließenden STEVE zusammen. Vielleicht ist es aber auch ein Stable Auroral Red arc (SAR-Bogen, Stabiler roter Polarlicht-Bogen). Das ist ein häufigeres hitzebedingtes Leuchten.

Das Bild entstand zu Beginn des Monats an der französischen Côte d’Opale. Das digitale Weitwinkelkomposit wurde fotografiert, als der STEVE-Bogen fast überkopf stand. Die Erscheinung dauerte nur wenige Minuten. Doch das reichte dem geistesgegenwärtigen Astrofotografen, um das Bild zu schießen. Seht ihr ihn?

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Farbenprächtiges Polarlicht über Neuseeland

Der Nachthimmel schimmert wegen der flächendeckenden Polarlichter überwiegend rot. Im Vordergrund liegt wässriges Grasland. Über dem Horizont schweben einige Wolken. Am oberen Bildrand sind dünne grüne Polarlichter verteilt. Im Hintergrund sind der Mond, die GMW, die KMW, die Venus, ein Meteor und das Band unserer Milchstraße zu sehen.

Bildcredit und Bildrechte: Tristian McDonald

Manchmal ist der Nachthimmel voller Überraschungen. So wie der Himmel über dem Lindis Pass auf der Südinsel Neuseelands in einer Nacht letzte Woche.

Anstelle eines typischerweise ruhigen Nachthimmels mit konstanten Sternen erschien ein geschäftiger und dynamischer Nachthimmel. Plötzlich waren ein durchdringendes rotes Polarlicht, grüne zaunartige Aurora, ein roter SAR-Bogen, ein STEVE, ein Meteor und der Mond zu sehen. Diese überstrahlten das Zentrum unserer Milchstraße und ihre beiden Begleitgalaxien, die Große und die Kleine Magellansche Wolke.

All diese Objekte wurden in 28 Belichtungen innerhalb von fünf Minuten aufgenommen, aus denen dieses Panorama zusammengesetzt wurde. In der vergangenen Woche erhellten Polarlichter den Himmel, als ein koronaler Massenauswurf der Sonne einen Partikelstoß auf die Erde schleuderte, der in geographischen Breiten, die normalerweise zu weit von den Polen entfernt sind, um sie zu sehen, einen farbenprächtigen Himmel entstehen ließ. Generell hält der Nachthimmel in diesem Monat weitere Überraschungen bereit, denn er zeigt nicht nur Polarlichter, sondern auch Kometen.

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Ein SAR-Bogen über Neuseeland

Über einer Landschaft mit einem Gewässer leuchtet ein Polarlicht. Über dem Horizont ist ein intensives, helles grünes Licht, darüber ein viel dunkleres purpurnes Leuchten.

Bildcredit und Bildrechte: Tristian McDonald; Text: Tiffany Lewis (Techn. Univ. Michigan)

Was ist dieser ungewöhnliche rote Halo, der die Aurora umgibt? Es handelt sich dabei um einen stabilen roten Polarlichtbogen (engl. Stable Auroral Red – SAR) Bogen. SAR-Bögen sind selten und werden erst seit 1954 als Phänomen anerkannt und erforscht.

Die Weitwinkelaufnahme zeigt einen fast kompletten SAR-Bogen, der eine weniger seltene grüne und rote Aurora umgibt. Das Bild wurde in Poolburn, Neuseeland, während eines besonders energiereichen geomagnetischen Sturms aufgenommen.

Die Entstehung von SAR-Bögen ist derzeit Gegenstand der Forschung. Wahrscheinlich gibt es einen Zusammenhang mit dem schützenden Magnetfeld der Erde, das durch geschmolzenes Eisen tief im Erdinneren erzeugt wird. Dieses Magnetfeld leitet normalerweise einströmende geladene Teilchen aus dem Sonnenwind zu den Erdpolen um. Allerdings fängt es auch einen Ring aus Ionen näher zum Äquator ein. Diese Ionen können dort in Zeiten hoher Sonnenaktivität Energie aus der Magnetosphäre gewinnen. Die energiereichen Elektronen im Ionenring kollidieren mit Sauerstoffatomen und regen sie an, wodurch der Sauerstoff rot leuchtet. Das findet in höheren Schichten der Erdionosphäre statt als typische Polarlichter. Aktuelle Forschung zeigt, dass sich ein roter SAR-Bogen möglicherweise sogar in einen violetten und grünen STEVE umwandeln kann.

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STEVE und Milchstraße kreuzen sich über einer Landstraße

Über einem Horizont mit Bäumen steigt diagonal nach rechts die Milchstraße auf und diagonal nach links ein Lichtband, ein sogenannter STEVE. Beide kreuzen sich und bilden ein X.

Bildcredit und Bildrechte: Theresa Clarke

Nicht alle Wege führen zu einem STEVE. Vor einer Woche begann die Reise einer Himmelsfreundin mit diesem einen Ziel: ein Polarlicht über dem Huronsee zu fotografieren. Bei der Fahrt durch das ländliche Ontario in Kanada begann die vorhergesagte Himmelsschau unerwartet früh. Daher hielt die Fotografin an, bevor sie den malerischen großen See erreichte.

Nach Norden hin wurden Polarlichter fotografiert – über Land, nicht über Wasser. In der Wartezeit auf eine zweite Runde an Polarlichter tauchte im Westen ein seltsames Lichtband auf. Nach und nach merkten die Fotografin und ihre Freunde, dass dieses Band im Westen wahrscheinlich eine ungewöhnliche Art Polarlicht war: ein Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (STEVE).

Dieser STEVE bot außerdem eine ziemliche Schau: Er war scheinbar mit dem Zentralband der Milchstraße verflochten und reichte am Ende der Landstraße bis zum Horizont. Nachdem die Fotografin dieses kosmische X fotografiert hatte, machte sie eine Pause und genoss die Gelegenheit, eine so außergewöhnliche Pracht in einer gewöhnlichen Umgebung zu finden.

Himmlische Überraschung: Welches Bild zeigte APOD zum Geburtstag? (ab 1995, deutsch ab 2007)

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STEVE über Copper Harbor

Dieser STEVE (Strong Thermal Emission Velocity Enhancements) Mitte März in Copper Harbor in Michigan (USA) fotografiert.

Bildcredit und Bildrechte: MaryBeth Kiczenski

Beschreibung: Wie entsteht ein STEVE? Strong Thermal Emission Velocity Enhancements (STEVEs) wurden wahrscheinlich schon seit der Antike beobachtet, aber erst in den letzten fünf Jahren stellte sich heraus, dass sich ihre Farben und Formen von Polarlichtern unterscheiden.

STEVEs sind einzelne helle Streifen in Rosa oder Violett. Ihr Ursprung wird weiterhin erforscht. STEVEs hängen möglicherweise mit subauroralen Ionendrifts (SAIDs) zusammen, das sind überschallschnelle Flüsse aus heißen Ionen in der Atmosphäre. Aus derzeit unbekannten Gründen werden STEVEs häufig von grünen „Lattenzaun“-Polarlichtern begleitet.

Dieses Bild eines STEVE ist eine Kombination aus Vordergrund- und Hintergrundaufnahmen, die Mitte März in Copper Harbor in Michigan (USA) fotografiert wurden. Dieser helle STEVE dauerte mehrere Minuten, er reichte von einem Horizont bis zum anderen und erschien in der Zeit zwischen normalen Polarlichtern.

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Leuchtender STEVE und die Milchstraße

Strong Thermal Emission Velocity Enhancements (STEVE) über Childs Lake in Manitoba in Kanada.

Bildcredit: NASA, Krista Trinder

Beschreibung: Wie entstehen diese langen, leuchtenden Schlieren am Himmel? Das ist nicht bekannt. Die leuchtenden, hellvioletten Himmelsbänder sind als Strong Thermal Emission Velocity Enhancements (STEVEs) bekannt. Sie sehen ähnlich aus wie gewöhnliche Polarlichter, doch jüngste Forschungen zeigen deutliche Unterschiede.

Die enorme Länge und die ungewöhnlichen Farben eines STEVE, die man bei genauer Messung feststellt, lassen vermuten, dass das Phänomen mit einem subauroralen Ionendrift (SAID) zusammenhängen könnte – das ist ein überschallschneller Fluss heißer atmosphärischer Ionen. Diese SAIDs wurden zuvor für unsichtbar gehalten. Man vermutet nun, dass einige STEVEs mit grünen Lattenzaunstrukturen einhergehen – einer Serie von Himmelslatten, die außerhalb des Hauptpolarlicht-Ovals auftreten können, und die wenig leuchtenden Stickstoff enthalten.

Dieses Weitwinkel-Kompositbild aus dem Jahr 2017 zeigt einen STEVE am dunklen Himmel über Childs Lake in Manitoba (Kanada), der das zentrale Band unserer Milchstraße kreuzt.

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Der ganze Himmel mit STEVE

Das kreisrunde Himmelsbild entstand mit einem Fischauge. Am oberen Rand leuchtet grünes Polarlicht. Die Milchstraße läuft diagonal durchs Bild. Ein STEVE bildet einen nach unten gewölbten Bogen. Der STEVE verläuft quer über den ganzen Himmel und leuchtet purpurfarben.

Bildcredit und Bildrechte: Alan Dyer, Amazingsky.com, TWAN

Vertraute grüne und rote Polarlichter fluten den Himmel oben am nördlichen Horizont. Das Fischaugen-Panorama entstand am 27. September. Am milden, klaren Abend wölbt sich die Milchstraße über den Zenit des Himmels im Süden von Alberta. Sie endet dort, wo der sechs Tage alte Mond im Südwesten untergeht.

Der seltsame isolierte rosa-weiße Bogen im Süden wird STEVE genannt. Der Name für das Phänomen stammt von der Facebook-Gruppe von Polarlichtjägern in Alberta. Leute in dieser Gruppe hatten Erscheinungen des polarlichtartigen Gebildes aufgezeichnet.

Der rätselhafte STEVE-Bogen wurde von manchen fälschlich als Protonenpolarlicht oder Protonenbogen bezeichnet. Er hing anscheinend mit Polarlichtern zusammen, doch er befand sich näher am Äquator als die Polarlichtschleier. STEVE-Bögen wurden überregional von Amateurforschern dokumentiert. Kürzlich erforschte ein Swarm-Missionssatellit einen STEVE direkt.

Messungen zeigen, dass STEVE-Bögen eher die Wärme-Emission von strömendem Gas sind und nicht die Strahlung angeregter Elektronen. Das Akronym STEVE passt zufällig zur Bezeichnung Strong Thermal Emission from Velocity Enhancement. Übersetzt bedeutet das in etwa „Starke thermische Emissionsgeschwindigkeitsbeschleunigung“. Sein Ursprung bleibt rätselhaft.

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Strahlen eines unerwarteten Polarlichts

Am strnklaren Horizont leuchtet ein Polarlicht, oben eine gleichmäßige rote Wolke, unten grüne Streifen, die an einen Lattenzaun erinnern.

Credit und Bildrechte: Lyndon Anderson (Prairie Journal)

Beschreibung: Dieses Polarlicht war eine kleine Überraschung. Zunächst einmal war an diesem Tag im Jahr 2002 nicht die geringste intensive Polarlichtaktivität zu erwarten. Noch überraschender war, dass das Polarlicht an einigen Orten eine ungewöhnliche Struktur grüner Strahlen aufwies.

Auf diesem Bild, das in North Dakota in den USA aufgenommen wurde, breitet sich ein Lattenzaun grüner Strahlen bis zum Horizont aus. Die grünen Strahlen werden von einem roten Band gespiegelt – eher selten in diesem Licht. Am Horizont sind die Lichtkegel der Städte Bismarck und Mandan zu sehen.

Hinweis: Eine deutsche Übersetzung von APOD ist hier verfügbar.
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