In der Nacht vom 10. auf den 11. Mai 2024 färbte sich der Himmel über Teilen Deutschlands rot und grün. Polarlichter waren unter anderem über Göttingen, Braunschweig und Frankfurt zu sehen. Der Auslöser, ein Sonnensturm, war der zweitstärkste des Weltraumzeitalters, das Ende der 1950er-Jahre begann.

Forschende in Göttingen und Braunschweig hielten das Schauspiel fest. Zu den Beobachtern gehörten Sami Solanki vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Philipp Schulz vom Fraunhofer IST, Ingo von Borstel von der TU Braunschweig und Klaus Reinsch von der Universität Göttingen. Auf den Bildern liegt ein roter Schimmer über dem erdnahen grünen Leuchten. Helle Strahlen ziehen sich vom oberen roten Bereich bis hinunter in die grüne Zone.

Eine ungewöhnliche Verbindung am Himmel

Solche durchgehenden Strahlen zwischen roter und grüner Aurora seien bislang in keiner wissenschaftlichen Veröffentlichung beschrieben worden, berichten die Forschenden. Ein internationales Team um Bruce T. Tsurutani wertete die Aufnahmen des Sonnensturms vom 10. Mai 2024 aus. Die Bilder entstanden in Braunschweig und Göttingen, unter anderem mit einem Smartphone und mehreren Digitalkameras.

Aufnahmen aus Braunschweig um 22:16 Uhr und aus Göttingen um 22:49 Uhr Weltzeit zeigen parallele helle Streifen, die sich vom roten in den tiefer liegenden grünen Bereich fortsetzen. Ein früheres Foto desselben Polarlichts zeigte noch getrennte rote und grüne Zonen. Die Verbindung war also nicht während der gesamten Beobachtungszeit vorhanden.

Verglichen wurden die Bilder mit Messdaten des Sonnenwinds und zeitgleichen Schwankungen des Erdmagnetfelds. Die Belichtungszeiten lagen bei sechs bis acht Sekunden. Für künftige Untersuchungen empfehlen die Forschenden höchstens sechs Sekunden, damit feine Strukturen nicht verwischen. Exakte Aufnahmezeiten und die Blickrichtung helfen außerdem dabei, Beobachtungen verschiedener Orte miteinander abzugleichen.

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Elektronen als gemeinsamer Auslöser?

Polarlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen nach Sonneneruptionen zur Erde gelangen. Entlang der Linien des Erdmagnetfelds dringen sie in die obere Atmosphäre ein, werden zu den Polen gelenkt und regen dort Atome und Luftmoleküle zum Leuchten an.

Grünes Licht stammt meist von atomarem Sauerstoff in etwa 85 bis 130 Kilometern Höhe und hat eine Wellenlänge von rund 558 Nanometern. Rotes Sauerstoffleuchten tritt gewöhnlich oberhalb von 200 Kilometern auf, bei etwa 630 Nanometern. In tieferen und dichteren Luftschichten verlieren Sauerstoffatome ihre Energie häufig durch Zusammenstöße, bevor sie rotes Licht aussenden.

Bei starken Sonnenstürmen können rote Polarlichter in mittleren Breiten etwa 200 bis 800 Kilometer über der Erde erscheinen. Die Fotos aus Braunschweig und Göttingen sprechen dafür, dass rotes und grünes Leuchten in diesen kurzzeitigen Erscheinungen durch denselben physikalischen Prozess erzeugt wurden: Herabströmende, energiereiche Elektronen könnten entlang der Magnetfeldlinien in die Atmosphäre gelangt sein und Sauerstoff in verschiedenen Höhen angeregt haben.

Welche Teilchen rote Polarlichter in mittleren Breiten antreiben, ist allerdings noch nicht abschließend geklärt. Erklärungen, nach denen die roten Streifen ausschließlich durch Wärmeleitung oder durch energiereiche Sauerstoffionen entstehen, passen laut Forschungsteam weniger gut zu den Beobachtungen.

Was noch offen ist

Direkte Messungen des einfallenden Elektronenstroms über Braunschweig und Göttingen fehlten. Deshalb sind weder die Teilchenenergien noch der Mechanismus, der die Elektronen in Richtung Atmosphäre lenkte, sicher bestimmt. Als mögliche Ursache gelten Wechselwirkungen mit Plasmawellen nahe der Plasmapause. Ein Modell verortet diese Grenze während des Ereignisses nahe den Magnetfeldlinien von Braunschweig und Göttingen.

Die vermuteten Plasmawellen und ihre Wirkung auf Elektronen wurden bislang jedoch nicht direkt nachgewiesen. Auch zwischen verschiedenen Formen roter Polarlichter könnten Unterschiede bestehen. Die Ergebnisse gelten nur für die untersuchten Polarlichter und belegen nicht, dass jedes rote Polarlicht denselben Ursprung hat.

Die Sonnenaktivität folgt ungefähr einem elfjährigen Zyklus. Der letzte Höhepunkt wurde grob Ende 2024 verortet, derzeit nimmt die Aktivität ab. Weitere Beobachtungen sollen zeigen, wie häufig die Verbindung zwischen roten und grünen Strahlen auftritt.

Die TU Braunschweig sucht weitere Bilder

Forschende der TU Braunschweig bitten die Bevölkerung um zusätzliche Polarlichtfotos. Wer den Himmel wieder rot oder grün erwischt, sollte möglichst höchstens sechs Sekunden belichten. Außerdem sind die genaue Aufnahmezeit und die Blickrichtung wichtig – ein kleines Detail, das später ziemlich viel Arbeit ersparen kann.

Die Studie erschien am 3. November 2026 in Annales Geophysicae (DOI: 10.5194/angeo-44-1201-2026). Wer in den kommenden Nächten mit dem Smartphone nach oben schaut, braucht also nicht nur Glück, sondern im besten Fall auch einen kurzen Belichtungsmoment und eine notierte Uhrzeit.