Polarlichter - Aurora Borealis

POLARLICHT AM 15.03.2012

Das Geschehen auf der Sonne

Nachdem es im Februar 2012 auf der Sonne sehr ruhig zugegangen war, machte unser Tagesgestirn am 02.03.2012 mit einem Röntgenflare der Stärke M 3.3 wieder auf sich aufmerksam. Dieser Flare fand noch hinter dem östlichen Sonnenrand statt. Als kurz darauf die zugehörige Sonnenflecken-Gruppe NOAA 11429 ins Sichtfeld rotierte, wurde rasch klar, dass sie über eine ungewöhnliche magnetische Konfiguration verfügte, denn sie war im Vergleich zu allen anderen Gruppen der letzten beiden Jahre revers polarisiert. Da sie zudem eine Delta-Konfiguration aufwies, war das Potential für extrem heftige Eruptionen gegeben. Am 04.03.2012 ereignete sich ein lang anhaltender M 2.0-Flare, am 05.03.2012 ein X 1.1-Flare. Beide Ereignisse brachten partiell erdgerichtete CMEs hervor, welche am 07.03.2012 gegen 04:30 MEZ bzw. 14:30 MEZ bei der Erde eintrafen. Doch zu diesem Zeitpunkt galt die Aufmerksamkeit bereits einem anderen Ereignis. Nach zahlreichen kurzen impulsiven Röntgenflares der M-Klasse am 06.03.2012 ereignete sich am 07.03.2012 gegen 01:30 MEZ ein X-Flare der Kategorie 5.4, welcher von einem fast direkt erdgerichteten, sehr schnellen CME (Ausgangsgeschwindigkeit über 2000 km/s) begleitet wurde. Es folgte binnen einer Stunde ein X 1.3-Flare mit einem weiteren allerdings initial langsameren CME. Danach ging die Aktivität der Region 11429 vorübergehend stark zurück.
Am 09.03.2012 gegen 05:00 MEZ meldete sie sich mit einem lang anhaltenden Flare der Kategorie M 6.3 zurück, welcher einen genau erdgerichteten CME hervorbrachte. Am 10.03.2012 folgte ein wiederum langandauernder M 8.4-Flare samt erdgerichtetem CME. AR 11429 stand bereits sehr weit westlich auf der Sonnenscheibe, als er am 13.03.2012 gegen 18:30 MEZ einen "Abschiedsgruß" in Form eines Flares der Kategorie M 7.9 samt eines weiteren, allerdings nur noch partiell erdgerichten CME schickte. Zur gleichen Zeit war ein großes transäquatoriales Coronal Hole (CH 507) soweit in die Mitte der Sonnenscheibe gerückt, dass es geoeffektiv wurde.

Die Fleckengruppe 11429 konnte man mehrere Tage lang bereits mit einem Fernglas (und entsprechendem Schutzfilter) problemlos beobachten.

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Verlauf der geomagnetischen Stürme vom 07. - 15.03.2012

Als der CME aus dem M 2.0 Flare vom 04.03.12 am 07.03.12 gegen 04:30 MEZ die Erde erreichte, traf er auf eine nicht ganz ruhige Magnetosphäre. Ursache dafür war möglicherweise der Hochgeschwindigkeits-Sonnenwind auf einem Coronal Hole (CH 506). Durch das Eintreffen des CMEs wurde ein geomagnetischer Sturm der Kategorie G2 ausgelöst, welcher durch die Ankunft (07.03.12, 14:30 MEZ) des CMEs aus dem X 1.1-Flare vom 05.03.2012 verlängert wurde. Die Kp-Werte bewegten sich am 07.03.12 zwischen 5 und 6. Angesichts der Dichte (um 20/cm³) und Geschwindigkeit (um 550 km/s) des Sonnenwindes war am Abend des 07.03.2012 prinzipiell das Potential für in Mitteleuropa sichtbare Polarlichter gegeben. Da das IMF überwiegend nach Norden gerichtet war, bestanden aber keine realistischen Beobachtungschancen, zumal praktisch ganz Mitteleuropa unter einer geschlossenen Wolkendecke lag.
Der hohe Flux relativistischer Protonen, welcher den X 5.4-Flare vom 07.03.12 begleitete, legte mit Ausnahme des Magnetometers sämtliche Instrumente auf dem ACE-Satelliten lahm. Der zugehörige CME traf nach nur 30 Stunden Laufzeit am 08.03.2012 gegen 11:45 MEZ ein und löste einen weiteren geomagnetischen Sturm der Kategorie G2 aus. Die Gesamtstärke (Bt) des Interplanetaren Magnetfeldes (IMF) stieg zeitweilig auf über 40 nT an. Da das IMF jedoch weiterhin fast ausschließlich nach Norden gerichtet war, bestand erneut keine Chance auf Polarlichter in Mitteleuropa. Selbst an den WebCams in Skandinavien war in der Nacht vom 08. auf den 09.03.2012 bis weit nach Mitternacht nur eine durchschnittliche Polarlicht-Aktivität zu beobachten. Dies änderte sich erst, als das IMF am frühen Morgen des 09.03.2012 nach Süden schwenkte. Es ist nicht auszuschließen, dass zu Beginn der Morgendämmerung auch in Norddeutschland zumindest kurzzeitig Polarlicht auftrat. Zu diesem Zeitpunkt hatten sich die durch das lange vergebliche Warten zermürbten hiesigen Aurora-Beobachter allerdings längst ins Bett zurückgezogen. Dagegen wurden sowohl aus den USA als auch aus Australien z.T. recht helle Polarlichter gemeldet.
Gegen 09:00 MEZ am 09.03.2012 wuchs die Geschwindigkeit des Sonnenwindes von zuvor etwa 700 km/s auf fast 1000 km/s an, der Kp-Wert stieg von 6 auf 7. Ursache war wahrscheinlich die Ankunft des CMEs aus dem X 1.3-Flare vom 07.03.2012. Danach war das IMF zunächst lange nach Süden ausgerichtet. Noch vor Sonnenuntergang schwenkte es nach Norden, während die Gesamtfeldstärke Bz, sowie die Dichte und die Geschwindigkeit des Sonnenwindes langsam zurückgingen. Daher bestand in Mitteleuropa erneut keine Chance auf Polarlichter.
Der CME aus dem M 6.3-Flare vom 09.03.2012 traf am 11.03.2012 gegen 13:00 MEZ ein. Die Ankunft des CME hinterließ in den Satellitendaten eine kaum wahrnehmbare Signatur, weil sie durch einen Sektorwechsel im Heliospheric Current Sheet (HCS) "maskiert" wurde. Da das IMF in der darauffolgenden Nacht eine geringe Feldstärke aufwies und neutral ausgerichtet war, blieb das Polarlichtoval so weit nördlich, dass in Mitteleuropa keine Aurora-Sichtungen möglich waren. Der CME aus dem M 8.4-Flare vom 10.03.2012 traf am 12.03.2012 gegen 10:00 MEZ ein. Seine Schockfront löste einen geomagnetischen Sturm der Kategorie G2 aus, der aber noch vor Einbruch der Dunkelheit abflaute, als das IMF in den neutralen Bereich drehte. Wiederum waren daher keine Polarlicht-Beobachtungen in Mitteleuropa möglich.
Der CME aus dem M 7.9-Flare vom 13.03.2012 war zwar nur partiell erdgerichtet, löste aber nach seiner Ankunft am 15.03.12 gegen 13:40 MEZ einen geomagnetischen Sturm aus. Der globale Kp-Index erreichte zeitweise den Wert 6, während das IMF für einige Stunden nach Süden schwenkte. Als es in Mitteleuropa dunkel wurde, war es bereits wieder nach Norden geschwenkt. Kurz vor 22:00 MEZ sprang es aber noch einmal nach Süden. Der dadurch verursachte Substorm führte nach über einer Woche vergeblichen Wartens endlich zu Polarlichtern in Deutschland. Vermutlich traf im Laufe des 15.03.2012 auch der Hochgeschwindigkeits-Sonnenwind aus dem CH 507 ein, denn Sonnenwind-Geschwindigkeit und -Dichte waren bereits einige Stunden vor Ankunft der Schockfront allmählich angestiegen.

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Das Wetter in Deutschland

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Beobachtungen des Polarlichts in Deutschland

Obwohl das Polarlicht am Abend des 15.03.2012 ganz überwiegend nur fotografisch erfassbar war, gelangen ungewöhnlich viele Nachweise. Das lag zum einen sicherlich an den hervorragenden Wetterbedingungen. In erster Linie war es aber die seit über einer Woche anhaltende Serie von Sonneneruptionen und CMEs, welche die Polarlichtbeobachter hochgradig sensibilisiert hatte.

Die uns bekannten Beobachtungen haben wir in einer ÜBERSICHTSTABELLE zusammengefasst, welche Sie sich in einem separaten Fenster anschauen können. Zusätzlich haben wir aus den Tabellendaten nachstehende Karte erstellt, welche die geografische Verteilung der Beobachtungen und die Helligkeit der beobachteten Polarlichter zeigt.

Dieses Polarlicht war in Deutschland vor allem nördlich des 51. Breitengrad fotografisch nachweisbar. Die meisten Beobachtungen erfolgten gegen 21:45 MEZ, als das IMF noch einmal kurz nach Süden schwenkte. Sorgfältige Dokumentationen von Ulrich Rieth und Michael Theusner belegen aber, dass Aktivität von 20:20 MEZ bis kurz vor 00:00 MEZ nachweisbar war. Gegen 21:45 MEZ und gegen 22:20 MEZ erreichte das Polarlicht offenbar eine etwas größere Helligkeit, sodass es auch an lichtverschmutzten Standorten fotografiert werden konnte. Zu den genannten Zeitpunkten erfolgten auch die wenigen visuellen Nachweise.
Das Polarlicht präsentierte sich auf Fotos aus den küstennahen Gebieten Deutschlands dreifarbig, mit einem horizontnahen grünen, einem darüberliegenden roten und einem nach oben abschließenden violetten Segment. Die violette Farbe entstand, weil hochreichende Teile des roten Polarlichts von der Sonne beschienen wurden. Weiter südlich gelangte der grüne Bereich nicht mehr über den Horizont, sodass ausschließlich rote und violette Polarlichter aufgenommen werden konnten. Insbesondere während der Hauptaktivitätsphase gegen 21:45 MEZ wurden rote, violette und vereinzelt auch weiße Beamer registriert.

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Links zum Polarlicht am 15.03.2012

Daniel Fischer: Starker X-Flare auf der Sonne – mit Folgen …?

Daniel Fischer: Stark verspäteter Magnetsturm – und nach M-Flare heute neue CME im Anmarsch für Sonntag

Daniel Fischer: Gespannte Ruhe vor den nächsten zwei CMEs

NASA: Active Region on the Sun Spits Out Three Flares

NASA: Second Biggest Flare Of the Solar Cycle

Sterne und Weltraum: Starke Sonnenaktivität der letzten Tage

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Literaturangaben zum Polarlicht am 15.03.2012

Krause, Stefan (2012a): Die Polarlichter im 1. Quartal 2012. Meteoros 15 (7-8), 182-185.

Krause, Stefan (2012b): Die Polarlichter im 1. Halbjahr 2012. Sternzeit 4/2012, 198-200.

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