Polarlicht über Ayers Rock auf 25° Süd (17.3.15)!

[Michael Theusner]

Hallo,

einen Link zu diesem Zeitraffer hat mir gerade ein Bekannter geschickt:
https://vimeo.com/122521005

Kaum zu glauben: recht helles Polarlicht über dem Ayers Rock im Zentrum Australiens auf 25° Süd!!! Und nicht nur ein bisschen am Horizont sondern blaue Strahlen zeitweise bis (geschätzt) mindestens 30° Höhe!
Ich hatte Bekannte von mir in Tasmanien (42°S) letzte Woche vorgewarnt. Leider hatten die in der Nacht ganz schlechtes Wetter mit Regen. Da wäre das Polarlicht sicher über mehr als den halben Himmel gegangen.
Aus den südlichen Teilen Australiens gibt es auch diverse Bilder (New South Wales, Perth...), auch natürlich Neuseeland:
http://www.abc.net.au/news/2015-03-18/a ... ia/6327840
https://www.youtube.com/watch?v=IM0y93NHW88

Viele Grüße,
Michael

[Ulrich Rieth]

Oops, schon krass. Aber immerhin haben die den Vorteil, dass es im Outback echt dunkel ist.
Die blauen Strahlen könnte man aber noch als Bearbeitungsartefakte ansehen, zumindest wenn ich hier auf dem Monitor sehe.
Gruß!

Ulrich

[Laura Kranich]

Nicht schlecht! Aber dort liegen ja die geomagnetischen Breiten eben besonders günstig, insofern finde ich es nicht sehr überraschend..

Wegen der blauen Strahlen frage ich mich allerdings auch, wie die genau zustande kommen.
Für mich sehen sie in dem Video sehr echt und keinesfalls wie Artefakte aus, sie haben vielmehr offensichtlich eine ganz eigene Dynamik.

Ich habe sie außerdem mittlerweile schon auf vielen Bildern vom Dienstag/Mittwoch gesehen und bin auch bei weitem nicht die einzige, die sie bemerkt hat, hier einige Beispiele:

Auf einigen Webcams:
http://www.foto-webcam.eu/webcam/kleinf ... 010/bestof
http://www.foto-webcam.eu/webcam/kleinf ... 020/bestof
http://www.foto-webcam.eu/webcam/schare ... 03/18/0010

In einem anderen Forum:
http://www.wzforum.de/forum2/read.php?8,3017841 (zwei Bilder etwa in der Mitte)

Auf dem Bild von Hermann:
viewtopic.php?f=1&t=55409&start=100#p201493

Ebenso hier auf dem ersten Bild:
viewtopic.php?f=1&t=55409&start=180#p201603

Hier:
viewtopic.php?f=1&t=55409&start=200#p201650

Und im Norden hat sie auch jemand erwischt:
viewtopic.php?f=1&t=55409&start=200#p201660

Ansatzweise auch hier:
viewtopic.php?f=1&t=55409&start=160#p201567

Dass diese Strahlen zahlreich und vor allem in Süddeutschland zu sehen und außerdem nur sehr schwach waren, weist wohl eher darauf hin, dass sie keine Artefakte sondern echt und in der Hochatmosphäre anzusiedeln sind. Außerdem liegen sie auf allen Bildern im Osten und sie sind nur auf Bildern, die zwischen kurz nach 00:00 Uhr und kurz vor 00:30 Uhr entstanden zu sehen. Dämmerungslicht kann man komplett ausschließen, die Sonne stand um die 40 Grad unter dem Horizont.
Insbesondere das Bild von Michael Heiß deutet für mich darauf hin, dass die blauen Strahlen tatsächlich weit über den roten standen, da sie von unten betrachtet so gut wie mit dem roten PL zusammenfallen, nicht aber von Süden gesehen. Ich habe ein sehr ähnliches Bild gemacht, leider aber stärker verrauscht, mit wohl deutlich längerer Belichtungszeit und ca. drei Minuten später: https://www.dropbox.com/s/3t1asvc29l7dkhg/IMG_9933k.jpg
Da das rote PL auf den genannten Bildern auch immer wirklich rot ist, kommt eigentlich auch kein "Fehler" beim Weißabgleich infrage.

Leider habe ich aber sonst nichts vergleichbares (z.B. von anderen Events) gefunden.

Es gibt eben doch immer noch etwas neues zu entdecken...

[Ulrich Rieth]

Moin Chris!

Mhh, irgendwie muss das auch an den Monitoren liegen. Ich kann von all Deinen Links hier auf der Arbeit nur auf einem einzigen Bild die blauen Strahlen als Strahl erkennen. Auf allen anderen ist nichts oberhalb des Rot zu sehen.
Aber was die Höhe angeht, mag mal jemand ausrechnen, in welcher Höhe die Sonne bei einer Depression in Deutschland von -40 Grad noch scheint?
Denn der einzige Strahl, den ich hier erkennen kann, sieht eindeutig nach dem Sonnenbeleuchteten blauen Polarlicht aus, dass die Fortsetzung des roten Polarlichts in größeren Höhen ist. Speziell bei PL-Aufnahmen in den Sommermonaten gibt es ja sehr viel blaues Polarlicht.
Gruß!

Ulrich

[wolfgang hamburg]

Moin Ulrich,

ich sehe die blauen Streifen auch und auch auf verschiedenen Monitoren.
Irgend etwas war da. Visuell wird man die kaum bemerken.
Edit:
Man sieht zwei "blaue Beamer" relativ deutlich, wenn man aus dem einem Bild vom wzforum, den Blaukanal entnimmt.
(bei Gimp Menue Farben->Komponenten->Zerlegen; zum Verdeutlichen kann man dann auch die Farbkurve bissel "ausbeulen", d.h. schwache Blauwerte enheben)
Mir ist klar, dass das nichts mit dem visuellen Eindruck zu tun hat. Aber wenn man mehrere Bilder aus unterschiedlichen Quellen mit diesen "blauen Beamern" hat, ist es IMHO sinnvoll nach einer Erklärung zu suchen. Von optischen Eindruck erscheint das Blau höher als das Rot zu sein. Das heißt dann aber auch, das es blaues Stickstoffleuchten wohl nicht ist, das soll ja nur um die 60km hoch auftreten.

Grüße wolfgang

[wolfgang hamburg]

Moin Ulrich,

die Sonnenlicht fällt IHMO auch raus, das Bild vom wzforum hat etwa 23:15Uhr als Zeitstempel(EXIF), ich denke die Uhr läuft auf UT, d.h. 0:15Uhr MEZ, passt dann auch zur Aktivität.

Grüße wolfgang

[PeterKuklok]

Hi Chris,

Leider habe ich aber sonst nichts vergleichbares (z.B. von anderen Events) gefunden.

beim PL Mitte Dezember 2006 wurden beispielsweise ähnliche Aufnahmen gemacht. Allerdings unter etwas anderen Bedingungen was Sonnen- und Mondstand betrifft.

http://www.naturgewalten.de/061215maisach.htm

Standort: Raum Fürstenfeldbruck
Sonne: 26° unterm Horizont
Mond: 21° überm Horizont, Phase: letztes Viertel

Grüße
Peter

[Laura Kranich]

Also die Sonne erreichte mit einer Höhe von ungefähr -35 Grad um diese Zeit (in Kiel) atmosphärische Höhen von etwa 1500km und damit weit außerhalb des lichtstreuenden Bereichs.
Wenn ich die Bilder von Hermann (auf dessen Bild man ja glücklicherweise extrem viele Sterne sieht) und das von Michael Heiß für eine ungefähre Lagebestimmung nehme, dann standen diese Strahlen wohl etwa über der östlichen Ostsee, vor und über Litauen. Da sie in Oberösterreich eine Höhe von etwa 50 Grad erreichten, komme ich damit auf eine maximale Höhe von etwa 1100km. Es bestehen natürlich große Unsicherheiten, weil nicht bewiesen ist, dass die blauen Strahlen auf beiden Bildern wirklich die selben sind, sie könnten auch weiter nördlich oder südlich gelegen haben. Es spricht aber einiges dafür, dass sie von den österreichischen Beobachtern sehr weit entfernt waren, da die Bilder von Hermann und die am Schöckl aufgenommenen (wzforum) sich bezüglich der Lage der Strahlen kaum unterscheiden und dazwischen liegen immerhin um die 150km in Ost-West-Richtung!

Hier der aufgehellte Blaukanal des Bildes von Hermann, rein blaue Strahlen rechts oben:


und für eine bessere Unterscheidung von blauen und roten Strahlen hier die Differenz von Blau- und Rotkanal des Bildes von Michael Heiß:

Man sieht hier dadurch (mehr oder weniger) nur noch die wirklich rein blauen Strahlen, da alles was rot ist, vom Blau subtrahiert wurde. Deshalb ist das Bild links unten nunmehr weitgehend schwarz.

Ich hoffe, ihr beiden seht es mir nach, dass ich eure Bilder für den Zweck bearbeitet habe.

Ich bin ja gespannt, ob jemand eine gute Erklärung dafür hat.
Danke für den Link, Peter, das sieht ja dennoch sehr ähnlich aus!

Edit: Noch beeindruckender sind die Bilder aus dem wz-forum, wenn man sich da einmal den Blaukanal anschaut.. Die Bilder sind noch wenige Minuten früher als die beiden oberen entstanden.

[Ulrich Rieth]

Hallo zusammen!

Von der Farbe scheint es sich evtl. um Protonen-Aurora zu handeln, die in der H-beta Linie der Balmer-Serie leuchtet.
Diese tritt wohl vermehrt auf der äquatornahen Seite des Ovals auf.

http://magbase.rssi.ru/REFMAN/SPPHTEXT/ ... urora.html

http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=& ... WU&cad=rja

Mehr kann ich jetzt erstmal nicht suchen.
Gruß!

Ulrich

[PeterKuklok]

Auf den WZ-Bildern aus Österreich sieht es für mich so aus, als wären die hochreichenden Strahlen Bestandteil des roten PL-Vorhangs. Die blauen Strahlen scheinen sich perfekt in die darunterliegenden Aufhellungen einzureihen. Das würde dann gegen Protonen-PL sprechen.
Hab das verlinkte Paper jetzt nicht gelesen, aber zeichnet sich Protonen-Aurora nicht gerade durch sein strukturloses diffuses Glühen aus - also auch keine Strahlen-/Beamerformen?

Grüße
Peter

[Michael Heiß]

aber zeichnet sich Protonen-Aurora nicht gerade durch sein strukturloses diffuses Glühen aus - also auch keine Strahlen-/Beamerformen?

Moin,

hier ein Beispiel einer Protonen-Aurora:


(Quelle: http://www.spacew.com/gallery/image003196.html )

Wenn man 'proton arc' googlet findet man weitere solcher Strahlen. Diese Erscheinungsform erinnert mich sehr stark an das, was in der Abenddämmerung gesehen wurde!

Viele Grüße
Micha

[Andreas Möller]

Diese Erscheinungsform erinnert mich sehr stark an das, was in der Abenddämmerung gesehen wurde!

Viele Grüße
Micha

Das bestätige ich! Der Beamer in der Abenddämmerung war außerdem außergewöhnlich weit im Westen zu sehen und hielt sich über eine längere Zeit. (Nicht so kurz, wie die typischen Beamer)
Grüße,
Andreas

[PeterKuklok]

Hi Micha,

danke! Nach den Beschreibungen (z.B. hier http://odin.gi.alaska.edu/FAQ/#proton) hätte ich mir Protonen-Aurora deutlich diffuser vorgestellt, aber die 'proton arc'-Bilderflut ist ja schon arg erdrückend. In der Tat eine frappierende Ähnlichkeit: viewtopic.php?f=1&t=55409&start=60

Grüße
Peter

[Michael Theusner]

Hmm. Dass der Strahl außergewöhnlich weit im Westen und statischer war ist doch nun überhaupt kein Anhaltspunkt für Protonen. Oder wieso sollte das physikalisch dafür sprechen? Weiter westlich war er dann halt im Norden zu sehen. Und?
Und über die Farbe sollte man sich auch mal Gedanken machen: Protonenaurora liegt bei 656 nm (H-Alpha, tiefrot) und 486 nm (H-Beta, blau). beides ist auf den Bildern nicht vorhanden. Und die meisten Digitalkameras haben bei 656 nm schon kaum noch Empfindlichkeit. Das passt schon einmal nicht, finde ich.

Und die Beschreibung des Geophysical Institute in Alaska sagt auch ganz eindeutig, dass Protonenauroras aufgrund der Physik diffus und schwach sind:

"11) What is proton aurora?

A diffuse auroral glow caused by precipitating energetic protons, usually too dark to be visible.

Most visible aurora comes from precipitating electrons. However, the magnetosphere also shoots energetic protons toward the atmosphere. Both electrons and protons are charged particles, and they are not free to move in just any direction (see question 6). The curtain shapes of aurora results from this restriction on the motion of charged particles. When an electron spirals along the magnetic field into the atmosphere, it stays on or near this field line even when it makes a collision. Therefore the aurora looks like rays or curtains. When a proton spirals into the atmosphere along a field line it is just as restricted in its motion. In a collision, however, the proton can catch an electron from the atom or molecule that it collides with, and it is then a neutral hydrogen atom (i.e. a proton and an electron bound together). This hydrogen atom is free to travel in any direction, independent of the magnetic field. It may again turn into a proton in a subsequent collision, and be bound to travel along the direction of the magnetic field. This process can repeat itself several times before all the energy of the initial proton is spent. The effect of this meandering path is that the proton aurora is spread out and gives a very diffuse glow rather than the confined curtains of electron aurora. Because it is so spread out, proton aurora is usually not bright enough to be visible to the human eye. Sensitive instruments and cameras, however, can see this aurora."
Quelle: http://odin.gi.alaska.edu/FAQ/#proton

Die ganze Zeit lief dann auch noch mein Spektrograf. Der war zwar nicht auf den Strahl ausgerichtet, aber im Spektrum ist da von Protonen so gut wie nichts zu sehen. Andere Linien von Sauerstoff und Stickstoff sind um ein vielfaches heller.

Hier ist noch das Spektrum von 0:11 MEZ (18.3.15), als die Protonenlinien noch am besten zu sehen waren. Das Diagramm ist aber schon stark gestreckt, damit sie überhaupt einigermaßen erkennbar sind. H-Alpha mischt sich dann auch nocht mit N2-1P-Übergängen, ist also nicht einmal als einzelner Peak sichtbar.

99% der Linien in diesem Diagramm stammen von Polarlicht, Lichtverschmutzung wurde subtrahiert.


Anders skaliert:


Vielleicht sollte man diese Spekulation über "Protonenaurora" mal einstellen. Das kann zwar mal vielleicht für eine etwas andere Färbung sorgen, aber ist niemals für die strahlförmigen Polarlichtstrukturen verantwortlich und um ein vielfaches schwächer als die Emissionen von Sauerstoff und Stickstoff, die gleichzeitig auftreten.
Nur weil anderswo im Netz auch Leute zu Bildern schreiben, dass das "proton-arc-aurora" sei, macht es nicht notwendigerweise richtig.

Die hohen, blau-violetten Strahlen in den diversen Bildern, inklusive Ayers Rock, sind mit großer Sicherheit auf N2+ zurückzuführen (427,8 nm), dessen Emissionen bis in 1000 km Höhe auftreten können und unter Mitwirkung von Sonnenlicht sehr hell sein können.

Viele Grüße,
Michael

ps.: Die Auswertung der Spektren aus der Nacht vom 17./18.3. folgt noch.

pps.: Wieso funktioniert hier im BBCode Hoch- und Tiefstellen nicht? Ist das zu ändern?

[Laura Kranich]

Danke Michael! Das sind doch einmal brauchbare Informationen, sonst findet man hauptsächlich viele Halbinformationen.. Bzw. auch mehr oder weniger offensichtlichen Nonsens.
Aber auch aus den benannten Papers wurde ich noch nicht so ganz schlau.
Deine Spektren sind aber echt klasse, da braucht man ja gar nicht mehr viel dazu sagen!

Nur das

unter Mitwirkung von Sonnenlicht

bereitet mir noch etwas Kopfzerbrechen. Sonnenlicht würde den Kontrast doch eher abschwächen, oder nicht?

[Ulrich Rieth]

Moin!

Ich hatte die Protonen-Aurora auch nur ins Spiel gebracht, weil keiner vorher was von der Sonnenbeleuchteten oberen Kante des roten Polarlichts wissen wollte.
Aber wie Peter schon schrieb, sind die Strahlen ja eine eindeutige Fortsetzung der roten Strahlen des Vorhangs, weshalb ich eigentlich von Anfang an auf sonnenbeleuchtete Aurora getippt hatte.
Gruß!

Ulrich

[Michael Theusner]

Danke Michael! Das sind doch einmal brauchbare Informationen, sonst findet man hauptsächlich viele Halbinformationen.. Bzw. auch mehr oder weniger offensichtlichen Nonsens.
Aber auch aus den benannten Papers wurde ich noch nicht so ganz schlau.
Deine Spektren sind aber echt klasse, da braucht man ja gar nicht mehr viel dazu sagen!

Nur das

unter Mitwirkung von Sonnenlicht

bereitet mir noch etwas Kopfzerbrechen. Sonnenlicht würde den Kontrast doch eher abschwächen, oder nicht?

Guten Morgen!

Das funktioniert so: Die in die Ionosphäre einströmenden Teilchen ionisieren N₂ zu N₂⁺. Dabei wird auch schon etwas blau-violettes Leuchten erzeugt (391,4 nm (unsichtbar für uns) und 427,8 nm). Das wird aber durch einen weiteren Effekt erheblich verstärkt. Das in die Atmosphäre einfallende Sonnenlicht kann nämlich bei den N₂⁺-Molekülen die selben Energiezustände anregen wie vorher schon die Teilchenkollisionen (Stichworte type-F-aurora, resonant scattering of sunlight, sunlit aurora). Siehe z.B. auch hier.

Ich hoffe, dass das einigermaßen verständlich ist. Ist aber auch nicht mein Fachgebiet.

Viele Grüße,
Michael

[PeterKuklok]

Uiuiuih, dann geistert aber ein großes Missverständnis durch die Aurora-Community in Nordamerika, Australien usw. Michael, danke für die Ausführungen und Spektren.
Schade, dass Dirk Lummerzheim hier nicht mehr aktiv ist.

Grüße
Peter

[Ulrich Rieth]

Mhh, also die Sache mit dem Proton Arc als dieses rosa einzelstehende Feature kam damals glaube ich von Cary Oler...
...lange her.

[wolfgang hamburg]

Moin moin,

Sonnenlicht hat bei dem Strahl in der Dämmerung und bei dem Violett im Vorhang gegen 21Uhr eine Rolle gespielt. Aber bei den blauen Strahlen nach Mitternacht bestimmt nicht. Diese blauen Strahlen sind IMHO keine Artefakte. Eine Erklärung dafür habe ich nicht.

Grüße wolfgang