Treffen kosmische Teilchen auf die höheren Schichten der Atmosphäre, erstrahlen Nordlichter in ihren grandiosen Vorhängen aus Licht. US-Forscher gingen diesem Naturphänomen nun genauer nach und erzeugten selbst kleine grüne Leuchtpunkte, die sie durch ein Teleskop beobachten konnten. Wie sie in der Fachzeitschrift Nature (Vol. 433, S. 498) beschreiben, sendeten sie dazu energiereiche Radiowellen in die rund 100 Kilometer hoch gelegene Ionosphäre.
“Für dieses Experiment nutzten wir im März 2004 den 960-Kilowatt Sender des HAARP-Projektes nahe Gakona in Alaska”, sagen Todd Pederson von der Hanscom Air Force Base in Massachusetts und seine Kollegin Elizabeth Gerken von der Cornell University in Ithaca. Mit diesem “High Frequency Active Auroral Research Program” können nahe dem Polarkreis die beeindruckenden Nordlichter exakt untersucht werden. In regelmäßigen Abständen sendeten die Forscher nun Radiowellen im Frequenzbereich zwischen 4 und 6 Megahertz gen Himmel. Die Elektronen in der Ionosphäre reagierten auf diese irdische Anregung und schickten danach rotes und grünes Licht aus. Die Größe dieser deutlich im Telekop sichtbaren künstlichen Nordlichter schätzen die Forscher auf rund 1750 Meter ab.
Ursache für dieses Lichtphänomen sind Elektronen, die durch das Feld aus Radiowellen beschleunigt werden. Durch ein oszillierendes elektrisches Feld auf eine Kreisbahn gezwungen senden die Elektronen sichtbares Licht aus. Die Nordlichtforscher ordneten das rote (620 Nanometer Wellenlänge) und grüne Licht (557,7 Nanometer Wellenlänge) Übergängen im Sauerstoffatom zu, zwischen denen sich die angeregten Elektronen unter Lichtaussendung bewegen können. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse hoffen sie nun, auch das natürliche Nordlicht mit seinen verschiedenen lichterzeugenden Mechanismen genauer analysieren zu können.
Jan Oliver Löfken
