Polarlichter, auch als Aurora Borealis auf der Nordhalbkugel und als Aurora Australis auf der Südhalbkugel bekannt, sind faszinierende natürliche Lichterscheinungen, die hauptsächlich in höheren geografischen Breiten nahe den magnetischen Polen der Erde beobachtet werden können. Sie entstehen durch komplexe Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind – einem Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ausgestrahlt wird – und dem Magnetfeld sowie der Atmosphäre der Erde.
Der Prozess beginnt auf der Sonne, wo von Zeit zu Zeit Eruptionen stattfinden, die große Mengen geladener Teilchen ins Weltall schleudern. Wenn diese Teilchenströme, bekannt als Sonnenwind, auf das Magnetfeld der Erde treffen, werden sie entlang der Feldlinien zu den magnetischen Polen geleitet. In den Polarregionen kommen diese geladenen Teilchen, hauptsächlich Elektronen und Protonen, in Kontakt mit Gasatomen und -molekülen in der oberen Atmosphäre der Erde, etwa 80 bis 300 Kilometer über der Erdoberfläche.
Bei diesen Kollisionen übertragen die energiereichen Teilchen des Sonnenwinds ihre Energie auf die Atome und Moleküle der Erdatmosphäre, insbesondere Sauerstoff und Stickstoff. Dies regt die Atome und Moleküle an und bringt sie auf ein höheres Energieniveau. Wenn sie wieder in ihren Grundzustand zurückkehren, geben sie die aufgenommene Energie in Form von Licht ab. Die verschiedenen Farben der Polarlichter, von grünlich bis violett und manchmal rot, entstehen durch die verschiedenen Gase in der Atmosphäre und die Höhe, in der die Wechselwirkungen stattfinden.
Die Formen und Bewegungen der Polarlichter werden durch die komplexen Dynamiken des Erdmagnetfeldes beeinflusst. So entstehen die typischen Bänder, Bögen, Strahlen und Wirbel, die den Himmel in klaren Nächten in den Polarregionen erleuchten und eines der atemberaubendsten Naturschauspiele bieten.
