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Warum sehen die Polarlichter nicht aus, wie auf den Fotos?

Im Internet und in Zeitschriften sehen wir regelmäßig Bilder mit farbenfrohen Bildern von Polarlichtern. Vor allem die satten grünen Bänder, die sich über den Himmel in der Nähe des Polarkreises ziehen, sehen einfach beeindruckend aus. Doch wie ist es bei Polarlichtern hier in Deutschland? Sieht man das Spektakel hier genauso?

Polarlicht in Finnland, von Fatih Turan bereitgestellt auf pexels.com

Warum sind Polarlichter in Deutschland so selten?

Polarlicht-Oval, Quelle: swpc

Polarlichter entstehen grob gesagt, wenn geladene Teilchen von der Sonne auf unsere Erdatmosphäre treffen. Unser Magnetfeld schützt uns vor dem direkten Beschuss dieser Teilchen, jedoch befindet sich an den Polen eine Art Schwachstelle. Dort treffen dann die Teilchen auf unsere Atmosphäre und regen Sauerstoffatome und Stickstoff-moleküle zum Leuchten an, was wir dann als Polarlichter in der Nähe des Polarkreises sehen können.
Damit die Polarlichter bis nach Deutschland reichen, müssen einige Parameter genau passen. Allen voran natürlich die Geschwindigkeit des Sonnensturms und seine Partikeldichte, die Ausrichtung des interplanetaren Magnetfeldes und noch vieler anderer Parameter. Was das genau alles beinhaltet, würde den Rahmen hier eindeutig sprengen. Es bleibt aber, dass die Partikel an den Polen auf die Atmosphäre treffen und von dort nach Deutschland, oder in ganz seltenen Fällen, sogar bis zu den Alpen, herunter strahlen.

Sonnenflecken, eigenes Foto


Ein weiterer Faktor ist der Sonnenfleckenzyklus. Damit überhaupt ein Partikelstrom das Erdmagnetfeld treffen kann, muss es auf der Sonne zu einem CME, einem Koronalen Masseauswurf (coronal mass ejection) kommen. Diese haben ihren Ursprung in den Sonnenflecken. Der Sonnenfleckenzyklus beschreibt einen etwa 11 Jahre dauernden Zyklus, in dem Sonnenflecken häufiger oder seltener auftreten. Hat die Sonne nur wenige Sonnenflecken, sinkt natürlich auch die Wahrscheinlichkeit für solche Masseauswürfe.

Aber die Parameter passen, warum sehe ich trotzdem nichts?

Wenn alle Werte passen und man trotzdem nichts sieht, dann liegt es vermutlich einfach an der Erwartungshaltung. Hochglanzbilder in Zeitschriften oder tolle Fotografien auf Websites zeigen immer die buntesten Farbenspiele am Himmel.

Polarlicht vom 11.05.2024 – Nachbearbeitete Version

Es ist jedoch so, dass so ein Kamerasensor, vor allem, wenn Langzeitbelichtung verwendet wird, viel mehr „sehen“ kann, als das menschliche Auge. Gerade Nachts ist das Auge für Farben sowieso unempfindlicher und wir sehen eher in Grautönen. Daher kommt ja auch der Spruch „Nachts sind alle Katzen grau“.

Polarlicht vom 11.05.2024 – direkt aus der Kamera


Was bedeutet das jetzt für unsere Polarlichter? Naja, um ehrlich zu sein, habe ich mein erstes Polarlicht damals 2015 sogar für aufziehende Bewölkung gehalten, und wollte schon enttäuscht einpacken. Als ich dann auf das Kameradisplay geschaut habe, habe ich den schönen roten Streifen am Himmel gesehen.
Das Polarlicht vom Mai 2024 bildet hier eine Ausnahme, denn dort waren auch visuell schon Farben zu erkennen. Dieser geomagnetische Sturm war allerdings auch der stärkste seit 21 Jahren.

Polarlicht vom 11.05.2024 – Wie ich es wahrgenommen habe

Fazit

Man muss also bedenken, dass es sich bei den wirklich beeindruckenden Fotos um nachbearbeitete Aufnahmen handelt, die über einen empfindlichen Kamerasensor aufgenommen wurden. So wird man die Polarlichter niemals mit bloßem Auge sehen können. Allerdings ist es auch visuell schon ein absolut beeindruckendes Erlebnis, wenn der Himmel auf einmal heller wird und die Beamer über den Himmel tanzen, auch wenn sie nur grau sind.
Abschließend kann ich nur noch sagen, dass die Polarlichter in der Nacht auf den 11.05.2024 ein absolutes Ausnahme-Event waren, der stärkste geomagnetische Sturm seit 21 Jahren. In der Nacht danach passten die Werte nicht mehr so ganz gut und die Polarlichter waren viel schwächer. Visuell konnte ich sie überhaupt nicht ausmachen. Dennoch sollte man sich vor Augen halten, dass auch ein „nur“ fotografisch nachweisbares Polarlicht hier in Deutschland, vor allem im Münsterland oder noch südlicher, schon ein seltenes Erlebnis sind, das sich zu fotografieren lohnt.

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Der Hype um den Super-Blue-Wolfs-Blutmond

Oder warum die Bezeichnungen völliger Schwachsinn sind. Zunächst einmal sollten wir sortieren, was die Bezeichnungen eigentlich bedeuten:

Supermond

Ein Supermond trägt kein Cape und die Unterhose über der Leggins, sondern ist einfach die Bezeichnung für den Mond in einer bestimmten Position in Relation zur Erde. Wir wissen ja, dass die Bahn des Mondes nicht Kreisrund verläuft, sondern – wie die von jedem Himmelskörper – elliptisch. Außerdem schwankt die Entfernung des Mondes zwischen ungefähr 360.000 km am erdnähesten Punkt (Perigäum) und ungefähr 405.000 km am erdfernsten Punkt (Apogäum). Auch diese Entfernungen sind nicht immer genau gleich, sondern schwanken in einem gewissen Rahmen, das soll uns hier allerdings nicht weiter stören.
Ist der Mond am Perigäum angekommen, also an dem Punkt seiner Bahn, an dem er der Erde am nähesten steht, erscheint er für uns Menschen auf der Erde natürlich etwas größer. Logischerweise ist es am Apogäum dann umgekehrt, er erscheint etwas kleiner.
Diese scheinbare Vergrößerung hat den Begriff „Supermond“ hervorgebracht.
Am Perigäum erscheint der Mond uns etwa 14% größer als an seinem Apogäum.

Blue Moon

Bei einem Blue Moon erscheint der Mond nicht blau, die Erklärung ist auch hier ein wenig enttäuschender.
Die Erklärung stammt ursprünglich aus dem Brauch, jedem Vollmond eines Monats einen Namen zu geben. Dazu auch später beim „Wolfsmond“ mehr. Jede Jahreszeit hatte dabei drei Vollmonde. Da der astronomische Monat (ein vollständiger Umlauf des Mondes um die Erde) und ein Monat im gregorianischen Kalender nicht ganz überein stimmen, kann es zu Jahren kommen, in denen 13 statt 12 Vollmonde auftreten.
Um die Benennung der Monde nicht durcheinander zu bringen, wurde der dritte Vollmond in einer Jahreszeit mit vier Vollmonden einfach Blue Moon genannt.
Die populärere Erklärung, dass die meisten Monate einen Vollmond haben, und der blaue Mond ein zweiter Vollmond in einem Monat ist, hat sich erst später etabliert, basiert allerdings auf einem Rechenfehler des Hobby-Astronomen James Hugh Pruett im Jahr 1946. Diese Definition hat sich inzwischen allerdings so unwiderruflich eingebürgert, dass sie als zweite ebenso korrekte Definition gilt.
Berücksichtigt man beide Definitionen, tritt ein Blue Moon etwa alle zwei bis drei Jahre auf. Nebenbei: Daher stammt auch die englische Redewendung „once in a blue moon“, was etwa soviel bedeutet wie „alle Jubeljahre“.

Wolfsmond

Auch der Wolfsmond hat unspektakulär wenig mit Werwölfen oder anderen Wölfen zu tun. Wie schon beim Blue Moon angerissen, war es früher bei den nordamerikanischen Algonkin Brauch, die Vollmonde mit Namen zu versehen. Somit entstand eine erste Version eines Mondkalenders. Die Algonkin gaben dabei den Monden folgende Namen:

Januar – Wolf Moon

Der Name des Januarmondes wurde von den hungrigen Wölfen inspiriert, die Nachts außerhalb der Siedlungen heulten.

Februar – Snow Moon

Der Februar ist in der Regel der Schneereichste Monat, was zu dem Namen Schneemond führte

März – Worm Moon

Im März beginnt der Schnee zu schmelzen und mit den steigenden Temperaturen kehren auch die Vögel zurück und ziehen Regenwürmer aus der tauenden Erde. Davon inspiriert entstand der Name Wurmmond.

April – Pink Moon

Die pinkfarbenen Flammenblumen (Phlox), die zu dieser Jahreszeit blühen, führten zum rosa Mond oder pinkfarbenen Mond.

Mai – Flower Moon

Überall beginnen die Blumen zu blühen. Da liegt der Name Blumenmond doch irgendwie nahe.

Juni – Stawberry Moon

Im Juni beginnen die wilden Walderdbeeren zu reifen, und bringen und so zum Erdbeermond.

Juli – Buck Moon

Der Bockmond leitet sich davon ab, dass dem Rehbock im Juli ein neues Geweih wächst.

August – Sturgeon Moon

Der Name des Augustmondes leitet sich von den Stören ab, der in diesem Monat besonders häufig an den Angelhaken der Algonkin zappelte.

September – Corn Moon / Harvest Moon

Im September findet die Maisernte statt, somit lieht auch hier der Begriff des Maismondes nahe.
Eine Besonderheit gibt es bei dem Vollmond, der der Herbst-Tag-und-Nachtgleiche am nähesten liegt. Dieser wird als Harvest Moon bezeichnet und kann entweder den Septembervollmond oder den Oktobervollmond betreffen.

Oktober – Hunter’s Moon

Im Herbst beginnen die Vorbereitungen auf den Winter, und auch die Algonkin legten große Fleischvorräte an. Die Jäger, die zu dieser Jahreszeit die Wälder durchstreiften gaben dem Oktobervollmond den Namen Jägermond.

November – Beaver Moon

Im November wurden die Fallen für Biber und andere Pelztiere ausgelegt, um genug Pelze für den kalten Winter zu haben. Daher stammt der Name Bibermond.

Dezember – Cold Moon

Auch bei den Algonkin wurde es im Dezember klirrend kalt, was zu dem Namen Kalter Mond führte.

Übrigens: Dass Wölfe vermehrt bei Vollmond heulen hat nicht damit zu tun, dass sie den Mond anheulen, vielmehr damit, dass die bei den besseren Lichtverhältnissen vermehrt auf die Jagd gehen.

Blutmond

Fehlt in der Auflistung noch der Blutmond. Auch diese Bezeichnung hat wenig mit satanistischen Menschenopfern zu tun, die bei Vollmond stattfinden, sondern bezieht sich einfach auf ein Phänomen, das bei einer Mondfinsternis auftritt.
Bei einer totalen Mondfinsternis wandert der Mond durch den Kernschatten der Erde. Dabei wird er allerdings nicht völlig verdunkelt, sondern durch Streuung und Brechung des Sonnenlichts in der Erdatmosphäre, fällt der rote Anteil des Lichts noch auf den Mond. der Mond leuchtet dabei schwach in rötlichem, kupferfarbenen Licht.
Die Bezeichnung Blutmond leitet sich in unserer Kultur vermutlich aus einem Bibeltext ab.


Die Sonne soll in Finsternis und der Mond in Blut verwandelt werden, ehe denn der große und schreckliche Tag des HERRN kommt.

Joel 2:31 3:4

Abschlussgedanken

Wir sehen also, hinter diesen Superlativen und mystischen Bezeichnungen stecken oft ganz unspektakuläre Erklärungen. Und auch die Medienwelt bauscht das Thema immer wieder mit reißerischen Schlagzeilen auf. Manchmal sogar ohne auch nur im Entferntesten die Hintergründe zu kennen. Und wenn man dann spektakulär von einem Jahrtausendereignis schreibt, in dem Vollmond, Blutmond und eine totale Mondfinsternis zusammen fallen, dann ist das schon ein Stück weit peinlich. Denn wie wir oben gesehen haben, ist ein Blutmond nichts anderes als eine totale Mondfindernis, und die kann eben nur bei Vollmond stattfinden.

Aber auch für uns Fotografen ist eigentlich nur die Mondfinsernis interessant. Abgesehen, dass der Vollmond sich für Detailaufnahmen sowieso nicht sehr eignet, da er in dem frontalen Licht sehr platt wirkt, wird die scheinbar größere Fläche kaum wahrnehmbar. Wenn man den „normalen“ Mond nicht als direkten Vergleich hat, wird der Unterschied nicht auffallen.

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Kann man mit einem Teleskop die US-Flagge auf dem Mond sehen? (Verschwörungs-Special)

Verschwörungstheoretiker behaupten ja immer wieder, der Mensch sei nie auf dem Mond gewesen. Als Beweis kommt unter anderem auch gerne, dass man mit dem heutigen technischen Fortschritt in der Amateurastronomie ja Bilder von der US-Flagge auf dem Mond machen oder die zurückgelassenen Gerätschaften sehen können muss. Aber stimmt das wirklich? Kurze Antwort: Nein. Kann man nicht. Das liegt daran, dass die Flagge ein viel zu kleines Objekt ist, um aus so großer Entfernung aufgelöst zu werden.
Jede Optik besitzt ein bestimmtes Auflösungsvermögen. Das ist der Wert mit dem angegeben wird, wie gut kleine Objekte noch aufgelöst werden. Bei einem Teleskop errechnet sich der Wert mit folgender Formel: 

A_T = \frac {138}{d_T}

AT: Auflösungsvermögen (Teleskop) in Bogensekunden, dT: Teleskopöffnung in mm


Als Beispiel nehmen wir ein 10 Zoll Teleskop mit 1200 mm Brennweite. Nach der Formel hat es ungefähr ein Auflösungsvermögen von 0,54″.
Wir können auch berechnen, wie groß ein Objekt auf dem Mond sein muss, damit es im Teleskop als Detail aufgelöst werden kann: 

G_M = tan( \frac {A_T}{3600})×D_{EM}

GM: Größe eines Objekts auf dem Mond in km, AT: Auflösungsvermögen in Bogensekunden, DEM: Mittlere Entfernung zwischen Erde und Mond


Das ergibt bei dem Beispielteleskop einen Wert von 1,005 km. Ein Berg oder Krater müsste auf dem Mond also etwa die Größe von 1 km haben, um im Teleskop aufgelöst zu werden.

Wenn wir die Formel umstellen, können wir errechnen, wie gut das Auflösungsvermögen sein müsste, damit wir die Flagge (etwa 1 m) sehen können. Das Auflösungsvermögen muss also etwa um das 1.000 fache besser sein, also 0,00054″.
Stellen wir nun die Formel für das Auflösungsvermögen um, erhalten wir: 

d_T = \frac {138}{A_T}


Setzen wir nun das Auflösungsvermögen von 0,00054″ ein erhalten wir einen Teleskopdurchmesser von etwa 255.555,56 mm oder gerundet 256 m. Ein Teleskop müsste also eine Öffnung von 256 Metern haben, damit das Auflösungsvermögen gut genug ist, um 1 Meter große Objekte, wie die Flagge, auf dem Mond erkennen zu können. Solche Spiegel zu bauen ist allerdings nach heutigem Stand der Technik unmöglich. Nehmen wir an, das Teleskop soll ein Öffnungsverhältnis von f/5 haben, dann müsste die Brennweite etwa 1.280 Meter betragen. Der Spiegel alleine würde über 1,6 Millionen Tonnen wiegen. Das ist das selbe Gewicht wie etwa 23.000 Space Shuttles.