Abenteuer Astronomie

Sie tauchten 1885 auf einmal am Himmel auf und sind noch heute jeden Sommer über gemässigten und hohen Breiten zu sehen, vielleicht sogar auffälliger denn je: die Leuchtenden Nachtwolken (noctilucent clouds, NLCs), die sichtbare Ausprägung eines Phänomens der irdischen Hochatmosphäre, das auch als Polar Mesospheric Clouds (PMCs) bekannt ist. Der Mechanismus der Entstehung dieser überwiegend Wassereiskristalle in 83-84 km Höhe ist immer noch ein Rätsel, aber hoffentlich nicht mehr lange: Am 25. April startete die NASA mit einer Pegasus-Fügelrakete den kleinen Satelliten AIM auf eine Polarbahn in 600 km Höhe, der mit drei Instrumenten nach dem Rechten sehen und zum ersten Mal alle mutmasslichen »Ingredienzien« der PMCs – diverse Gase, Kondensationskeime und tiefe Temperaturen – gezielt und gleichzeitig registrieren soll.

Cloud Imaging and Particle Size (CIPS) betrachtet die Wolken von oben mit einer UV-Weitwinkelkamera, um aus ihren Streueigenschaften auf die Parameter der Wolkenteilchen zu schliessen, das Solar Occultation for Ice Experiment (SOFIE) misst – per Sonnenokkultation und Differentialabsorptionsradiometrie – die in der PMC-Entstehung involvierten Gase Wasserdampf, Ozon, CO2, CH4 und NOx sowie das Temperaturprofil, und das Cosmic Dust Experiment (CDE) misst direkt die Einschläge kosmischer Staubteilchen. Soviel immerhin ist sicher: Für die Bildung von PMCs braucht es neben großer; Kälte (in der Mesosphäre die Regel) und Wasserdampf (sehr rar aber im Sommer vorhanden) auch Kondensationskeime. Staub von der Erde, der massgeblich bei der Wolkenbildung in der Troposphäre hilft, verirrt sich nur selten bis in die Mesosphäre, auch wenn das erste Erscheinen der NLCs verdächtigerweise dem gigantischen Ausbruch des indonesischen Vulkans Krakatoa von 1883 gefolgt war. Doch danach sind die NLCs nicht nur nicht wieder verschwunden, sondern – so sehen es jedenfalls manche Wissenschaftler, darunter führende des AIM-Projekts – sogar mehr und heller geworden: Die wieder kondensierten Rückstände von Meteoren sind der führende Kandidat für ihre Kondensationskeime.

Die PMCs bilden sich sich immer nur im Sommer der entsprechenden Hemisphäre (und zwar ausgeprägter auf der nördlichen): ab Mitte Mai bzw. November. Während sie von Satelliten aus zu jeder Tageszeit beobachtet werden können, erscheinen sie als »leuchtende Nachtwolken« nur dann, wenn es dunkel ist, die über 80 km hohen Wolken aber noch von der Sonne beleuchtet werden. Ihr Auftreten schwankt etwas mit der Sonnenaktivität: Die mit dem Maximum deutlich steigende UV-Strahlung scheint die NLCs zeitversetzt zu schwächen. Aber dass die NLCs in den letzten Jahrzehnten mehr und auch heller geworden sind, wird von anderer Seite energisch angezweifelt – doch auch die Zweifler werden selbst wieder angegriffen. Im Prinzip würde eine Zunahme der NLCs Sinn machen: Die globale Erwärmung sollte zugleich zu einer Abkühlung der – nur schwer direkt zu erforschenden – Mesosphäre führen, und das erste Erscheinen der NLCs fällt inetwa mit der Industrialisierung zusammen. Die Erkenntnisse der AIM-Mission (die Deckel der Instrumente sollen sich zwei Wochen nach dem Start öffnen; einige Monate später gibt’s die ersten Daten) werden daher auch von Klimaforschern gespannt erwartet.