Wenn Sie im All sind, lassen Sie nicht das Fenster aus dem Auge. Man weiß nie, was man zu sehen bekommt.
Letzten Monat wurden Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), Zeugen einer wunderschönen Szene von leuchtenden Nachtwolken. Die Raumstation befand sich am 22. Juli etwa 340 Kilometer über der westlichen Mongolei, als die Crew dieses Bild aufnahm:
Der Atmosphärenwissenschaftler Gary Thomas von der University of Colorado hat schon tausende Fotos von Nachtwolken (NLC) gemacht und er bewertet dieses als eines der besten Fotos. "Es ist sehr schön", sagt er. "Und es zeigt, wie hoch diese Wolken wirklich sind -- an der Grenze zum All."
Er schätzt, dass sich das blaue Band etwa 83 Kilometer oberhalb der Erdoberfläche befand, höher als 99,999% unserer Atmosphäre. Dies ist das Gebiet der Meteore, hochenergetischen Auroras und zerfallenden Satelliten.
Was machen Wolken dort oben? "Genau das versuchen wir herauszufinden", sagt Thomas.
Die Menschen bemerkten NLCs zum ersten Mal am Ende des 19. Jahrhunderts, nach dem Ausbruch des Krakatau im Jahr 1883. Der indonesische Supervulkan schleuderte Asche mehr als 50 km hoch in die Erdatmosphäre. Dies rief eine Zeit lang spektakuläre Sonnenuntergänge hervor, und machte die Beobachtung des Himmels, weltweit zu einem gängigen Zeitvertreib. An einem Abend im Jahr 1885 sah Robert Leslie aus Southampton in England, büschelartige blaue Filamente am dunkler werdenden Himmel. Er veröffentlichte seine Beobachtungen im Magazin Nature und wird nun als Entdecker der Nachtwolken bezeichnet.
Die Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts dachten, die Wolken wären ein seltsamer Effekt, der auf vulkanischer Asche beruht. Aber auch lange nachdem die Asche des Krakatau verschwunden war, blieben die Nachtwolken am Himmel.
"Es ist ein Rätsel", sagt Thomas. "Nachtwolken sind nicht nur dageblieben, sie haben sich auch noch ausgebreitet." Am Anfang wurden diese Wolken in Breitengraden oberhalb von 50° beobachtet; man musste nach Skandinavien, Sibirien und Schottland gehen, um sie sehen zu können. In den vergangenen Jahren konnte man sie jedoch auch von mittleren Breitengraden wie Washington, Oregon, der Türkei und dem Iran aus sehen:
"Die Erscheinung dieses Jahr im Iran war fantastisch", sagt Thomas. Die persischen Wolken erschienen am 19. Juli, nur ein paar Tage vor der Beobachtung der ISS und wurden auf 38° nördlicher Breite fotografiert. "Das ist recht weit südlich", sagt er.
Ursprung und Ausbreitung dieser Wolken ist immer noch ein Rätsel. Könnten sie Anzeichen für einen Klimawechsel sein? "Die ersten Beobachtungen fallen mit der industriellen Revolution zusammen", bemerkt Thomas. "Aber dieser Zusammenhang ist umstritten."
Die NASA untersucht das Phänomen. Der AIM Satellit, gestartet im April 2007, befindet sich nun in einem polaren Orbit, wo er die Größe, Gestalt und Eis-Zusammensetzung der NLCs beobachten kann. Die Mission befindet sich noch in ihrem Anfangsstadium, aber es wurden schon einige Dinge herausgefunden. Thomas, ein co-Forscher im AIM Projekt, liefert diese Highlights:
1. Nachtwolken erscheinen während des polaren Sommers, sind weitverbreitet und sind auf einer Zeitskala von Stunden bis hin zu Tagen sehr variabel. Ein Film, gemacht aus Schnappschüssen von AIM, zeigt die NLC Saison 2007, wie sie sich über dem Nordpol entfaltet: Film ansehen.
2. Es gibt eine beträchtliche Menge unsichtbarer Nachtwolken. Thomas erklärt: "NLCs bestehen aus winzigen Eiskristallen, die einen Durchmesser von 40 bis 100 Nanometer haben -- genau die richtige Größe, um die blauen Wellenlängen des Sonnenlichts zu brechen. Dies war auch vor AIM schon bekannt. Das Raumschiff hat eine weitere Population von wesentlich kleineren Eiskristallen (< 30 nm) entdeckt, die kein Sonnenlicht streuen." Wolken, die aus diesen kleineren Kristallen bestehen, sind getarnt und schwer zu sehen, aber auch ein entscheidender Teil des Gesamtbildes.
3. Einige der Formen in Nachtwolken, die zum ersten Mal mit AIMs Kameras beobachtet wurden, ähneln Formen in Troposphären Wolken, die nahe der Erdoberfläche vorkommen. Mitglieder des wissenschaftlichen Teams von AIM bezeichneten diese Ähnlichkeiten als "verblüffend." Die Dynamik des Wetters an der Grenze zum All scheint nicht so Erd-unähnlich zu sein, wie man vorher angenommen hatte.
Diese Entdeckungen sind neu und wichtig, aber sie enthüllen keines der zentralen Geheimnisse:
Warum tauchten NLCs zum ersten Mal im 19. Jahrhundert auf?
Warum breiten sie sich aus?
Was macht Eis in einer dünnen Lage der oberen Erdatmosphäre, die hundert Millionen Mal trockener ist als die Luft in der Sahara?
AIM wurde gerade erst um drei Jahre verlängert (von 2009 bis 2012), um die Untersuchungen fortsetzen zu können. "Wir glauben, dass mehr Zeit in der Umlaufbahn und weitere Daten uns helfen könnten, diese Fragen zu beantworten", sagt Thomas.
In der Zwischenzeit ist es ein wunderschönes Geheimnis.
Quelle: Science@NASA
Autor: Frank Erhardt