hier wie versprochen die Auswertung der Ereignisse mit den riesigen, blauen Polarlichtstrahlen, die am Morgen des 19.9.2023 und 25.9.2023 auftraten.
Diese Polarlichtstrahlen waren außergewöhnlich, weil sie ganz enorme Höhen am Himmel erreichten. Viel höher als das normale Polarlicht. Am Morgen des 25.9. sogar bis über 75° hoch an meinem Standort bei Neustadt in Holstein (54,1 °N). Das bedeutet, dass sich diese Polarlichtstrahlen entweder nicht weit nördlich von Deutschland entwickelten, oder - je nachdem wie weit sie von uns weg waren - ungewöhnlich große Höhen über dem Erdboden erreichten.
Um das berechnen zu können, sind gleichzeitige Fotos von verschiedenen Standorten notwendig. Denn aus den Beobachtungspositionen und dem Winkelunterschied, unter dem die Strahlen am Himmel zu sehen waren, lässt sich die Entfernung - und so auch die Höhe über dem Erdboden - triangulieren.
Und dass das möglich war, liegt an den Vergleichsfotos, die ihr mir hier zur Verfügung gestellt habt. Nochmals einen ganz herzlichen Dank an euch alle!
Die Methode, die ich angewendet habe, geht jedoch weiter als eine einfache Triangulation. Auf den Polarlichtstrahlen gibt es ja keine Markierungen, die sich in den verschiedenen Fotos anvisieren lassen, sodass sich direkt Entfernung und Höhe ergeben. Um das trotzdem machen zu können, verwende ich das aktuell gültige Magnetfeldmodell der Erde IGRF13. So kann ich auf dem Polarlichtstrahl mehrere Sichtlinien markieren und die gekrümmten Magnetfeldlinien daran anfitten und die Magnetfeldlinie heraussuchen, die am besten zu allen Sichtlinien passt (minimaler Abstand zu allen).
Die Ergebnisse bezüglich der Höhe des Polarlichts sind wirklich ganz erstaunlich wie ich finde.
Zur Info: die Graustufenbilder zeigen jeweils den Blaukanal. Die Sterne habe ich mit der Funktion "Staub und Kratzer beseitigen" in Photoshop entfernt, damit der Strahl besser sichtbar ist.
19.9.2023, 05:07:32 MESZ
Wegen der fortgeschrittenen Uhrzeit (05:07 MESZ) und des wechselhaften Wetters in der Nacht, sah es zunächst so aus, als gäbe es keine Vergleichsbilder zu meinen aus Westerrade in S-H. Doch dann hat sich Wegaufnehmer mit Bildern aus der Nähe von Northeim am Harz bei mir gemeldet. Und ich hatte sogar Fotos, die praktisch zeitgleich entstanden sind. Was für ein Glücksfall! Hier das Ergebnis:
Der Strahl stand über dem Norden Russlands auf 64.67 °N und 36.72 °O in einer Entfernung von über 1800 km!
Aus der sich für diese Position berechneten Magnetfeldlinie ergeben sich die in dem Bild gezeigten Höhen und die Krümmung, die genau zu der des Strahls im Bild passt. Die Ellipsen zeigen den Fehler der Berechnung. Zweifelsfrei verschwand der Polarlichtstrahl erst in einer Höhe von über 2500 km über dem Erdboden. Vielleicht sogar bei 3000 km!
Das gleiche Ergebnis erhalte ich für Fotos von 05:06:03 MESZ.
25.9.2023, 04:18:28 MESZ
Dieses GBR-Ereignis trat nur 6 Tage später auf und war durch verbreitet bestes Wetter gekennzeichnet. Deswegen gab es hier mehr Vergleichsbilder zu meinen. Knackpunkt ist jedoch immer ein ausreichend großer Unterschied im Blickwinkel, um die Entfernung gut triangulieren zu können. Deswegen kamen hier Bilder von Marcus Adlung in Freiberg/Sachsen und Marcel Becker in Kirchhain in Hessen zum Einsatz. Beide hatten Bilderserien, in denen die GBR schwach erkennbar sind (da sie deutlich weiter südlich waren als ich). Besonders schön ist hier, dass für den hier präsentierten Zeitpunkt Bilder von uns dreien innerhalb von 10 Sekunden entstanden sind.
Deswegen konnte ich die Triangulation mit Bildpaaren von mir und Marcus (sogar mit zwei Strahlen) sowie Marcel und Marcus durchführen.
Diese Strahlen standen über dem Norden Norwegens und der Norwegischen See in über 1300 km Entfernung. Sie lagen weit hinter dem im Bild sichtbaren, normalen Polarlichtvorhang (wohl auf etwa 60°N).
Es ergibt sich daraus ein ähnliches Bild wie am 19.9., die Strahlen reichten sogar bis 3500 km hoch! Darüber (über 75° hoch von meinem Standort aus) gehen sie im Bildrauschen und der Milchstraße unter (die ich mit Hilfe des Grünkanals im Blaukanal weggerechnet habe).
- Gelb: Triangulation Freiberg-Neustadt i. H., grün Triangulation Freiberg-Kirchhain. In weiß: zweiter Strahl (Freiberg-Neustadt i. H.)
Die unterschiedlichen Triangulationen für den kräftigeren Strahl liefern ein sehr ähnliches Ergebnis. Dass sie nicht perfekt übereinstimmen, ist kein Wunder, weil die Strahlen sehr diffus sind und es schwierig ist, jeweils genau ihre Mitte zu markieren. Das habe ich sowieso nicht manuell gemacht, sondern die Punkte programmatisch berechnet. Der schwächere Strahl links war weiter weg, weswegen die Höhen tiefer liegen.
Eine Triangulation mit Bildern von Marcus und mir von 04:17:11 MESZ bestätigt die berechneten Höhen.
Warum sind solche Höhen etwas besonderes?
Normalerweise tritt Polarlichts nur in Höhen unter 600 km Höhe auf. Das liegt daran, dass darüber einfach nicht mehr genügend Luftmoleküle vorhanden sind, um genügend Licht zu erzeugen und Polarlicht sichtbar zu machen. Dem Polarlicht geht praktisch die Luft aus.
Nun ist aus der Triangulation offensichtlich, dass die von uns beobachteten GBRs bis 3500 km Höhe erreicht haben. Wie ist das möglich? Wie kommen dort genügend Stickstoffmoleküle* hin, sodass doch ausreichend Licht erzeugt werden kann? Das ist offenbar ein völliges Rätsel bislang. Mir ist in der wissenschaftlichen Literatur nicht einmal eine Beschreibung dieses Phänomens bekannt. Und auch keine zur Triangulation von so hoch reichendem Polarlicht.
Insofern ist es besonders spannend, dass wir hier vielleicht einen Beitrag zur Forschung leisten können.
Noch etwas zum Auftreten der GBRs. Bislang weiß ich definitiv von 5 Ereignissen seit 2015. Alle im September, immer in den Morgenstunden: 8.9.2015, 9.9.2015, 2.9.2016, 19.9.2023 und 25.9.2023. In der Nacht vom 7./8.9.2015 gab es vor allem morgens GBRs, aber wohl auch schon am Abend.
Ich muss aber noch alle meine Bobachtungen systematisch durchgehen und schauen, wann es die noch gab.
Viele Grüße
Michael
* Thema Stickstoff: dass der für das Leuchten verantwortlich ist, lässt sich aus der Farbe ablesen. Es handelt sich um die Emission von N2+ bei einer Wellenlänge von etwa 428 nm zusammen mit Sonnenlicht (Dämmerungspolarlicht).
, vielen Dank Michael 
), from my position, giving what I could extract from my pictures (at least the raw files I kept), and following +what Michael T. wrote in there, for this event.
