Das STEVE-Phänomen und SAR-Bögen: Wenn der Himmel keine klassische Aurora zeigt

Bis 2016 fotografierten kanadische Nachtfotografen oft ein mysteriöses lilafarbenes Band am Himmel, das viel weiter südlich lag als der klassische Polarlichtgürtel. Sie nannten es liebevoll „Steve“. Heute wurde dieses Phänomen von der wissenschaftlichen Gemeinschaft offiziell anerkannt, und das Akronym wurde in Strong Thermal Emission Velocity Enhancement (STEVE) umgewandelt. Aber physikalisch gesehen ist STEVE kein Nordlicht.

Die spektralen Unterschiede zwischen Aurora und STEVE

Das Nordlicht entsteht durch den Niederschlag geladener Teilchen (Elektronen), die in bestimmten Höhen auf die Atome unserer Atmosphäre treffen und dabei diskrete Emissionslinien (reine, definierte Farben wie Grün und Rot) erzeugen. STEVE hingegen manifestiert sich als malvenfarbener oder weißlicher Bogen, und spektroskopische Analysen haben gezeigt, dass sein Licht keine diskreten Emissionslinien aufweist, sondern ein kontinuierliches Spektrum, ähnlich dem einer Glühbirne.

SAID: Der Plasmafluss mit 20.000 km/h

Studien der Swarm-Satellitenkonstellation der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) haben die Natur von STEVE enthüllt. Es handelt sich um ein visuelles Phänomen, das mit einem SAID (Subauroral Ion Drift) verbunden ist: einem Überschallfluss geladener Teilchen, der sich mit über 6 km/s (ca. 21.000 km/h) in der oberen Erdatmosphäre bewegt. Diese enorme Reibung erhitzt lokale Partikel auf Temperaturen von fast 3000 °C und lässt sie durch thermische Inkandeszenz leuchten, nicht durch elektronische Anregung.

„STEVE stellt eine unerwartete und bisher unverstandene Verbindung zwischen dem globalen Magnetfeld der Erde und ionosphärischen Erwärmungsprozessen in mittleren Breiten dar.“

Die SAR-Bögen (Stable Auroral Red arcs)

Oft wird STEVE von grünen, zaunähnlichen Strukturen („Picket Fence“) begleitet und geht ihm ein SAR-Bogen voraus, ein schwacher subauroraler roter Bogen, der für das bloße Auge unsichtbar ist, aber von Kamerasensoren erfasst werden kann. SAR-Bögen entstehen, wenn thermische Energie aus dem Ringstromsystem der Erde in die Ionosphäre abgeleitet wird.

Referenzen und Publikationen

• Geophysical Research Letters (AGU): "New science in plain sight: Recognizing the aurora-like feature STEVE".
• ESA Swarm Mission: Offizielle Daten der Europäischen Weltraumorganisation über subaurorale Ionenströme.