Phantastische Atmosphärenmuster und wo sie zu finden sind

Wer seinen Blick am Abend des vergangenen Montags (24. März 2025) gen Himmel richtete, konnte ein ziemlich ungewöhnliches Phänomen beobachten. Dort war in großer Höhe eine weiß-bläulich leuchtende Spirale zu erkennen. Nun stellt sich natürlich sofort die Frage, wie diese Spirale wohl dort hingekommen sein mag.

Nein, Aliens sind nicht die richtige Antwort. Im Gegenteil, die Antwort lässt sich sogar relativ einfach finden: Verantwortlich ist der Start einer Falcon 9-Rakete der US-Raumfahrtfirma »SpaceX«. Bei dem, was man beobachten konnte, handelte es sich um Rückstände von Raketentreibstoff. Dieser tritt oftmals aus, wenn sich einzelne Stufen der Rakete voneinander trennen. Aber bei weitem nicht immer sind dann diese Rückstände in Form spezieller Muster zu erkennen. Damit man diese beobachten kann, müssen mehrere Bedingungen zusammentreffen.

Damit die Muster überhaupt sichtbar werden, muss der abgelassene Treibstoff gefrieren. Bei diesem handelt es sich um eine spezielle Art von Kerosin, der erst bei bestimmten Temperaturen gefrieren kann. Das wiederum setzt voraus, dass die Atmosphäre an dieser Stelle kalt genug ist, damit der Treibstoff überhaupt gefriert. Im aktuellen Fall wurde die entsprechende Raketenstufe in einer Höhe von etwa 80 km abgetrennt. Dort befindet sich der obere Rand der Mesosphäre mit dem Temperaturminimum bezüglich der vertikalen Ausdehnung der Atmosphäre. Die Temperaturen liegen hier im Durchschnitt bei etwa -90°C, sind allerdings stark jahreszeitenabhängig.

Eine weitere Bedingung für die Sichtbarkeit solcher Erscheinungen ist der entsprechend günstige Sonnenstand. Die gefrorenen Kristalle müssen noch von Sonnenlicht beschienen werden, damit sie überhaupt sichtbar werden. Gleichzeitig muss es am Boden bereits dunkel genug sein, damit die vom Restsonnenlicht beschienenen Kristalle sichtbar sind. Daraus ergibt sich ein begrenztes Zeitfenster in den späteren Abend- bzw. frühen Morgenstunden – je nach Jahreszeit und damit verbundenem Sonnenstand.

Doch warum trat diese Leuchterscheinung in Spiralform auf? Die Erklärung hierfür ist, dass das Raketenteil nach dem Lastabwurf und dem damit verbundenen Impuls um eine seiner Achsen rotierte und der Treibstoff damit kreisförmig verteilt wurde. Und zu guter Letzt noch die Frage, warum diese Spirale bläulich leuchtete. Die Antwort hierfür ist in den Gesetzmäßigkeiten der Lichtstreuung zu finden. Die gefrorenen Partikel sind klein genug im Verhältnis zur Wellenlänge des einfallenden Sonnenlichtes. Dadurch wird der blaue Lichtanteil stärker gestreut als der rote (was auch der Grund ist, warum der Himmel tagsüber blau ist), sodass für unser Auge die entstandene Spirale blau leuchtet. 

Abbildung 1: Die Leuchtspirale, aufgenommen am Abend des Montag, 24. März 2025 in Schleswig-Holstein. Quelle: Jens Schaal, mit freundlicher Genehmigung. 

M.Sc. (Meteorologe) Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.03.2025
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