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Das faszinierende Spiel der Polarlichter

Eine Vielzahl von gigantischen und winzigen physikalischen Prozessen ergeben in ihrer Gänze ein faszinierendes Naturschauspiel: Die Polarlichter. Aber wie entstehen diese genau?

Die Sonne ist eine riesige Gaskugel, deren Oberfläche stets in Bewegung ist. Durch die Neuverbindungen von Magnetfeldlinien kann es zu einem sogenannten koronalen Massenauswurf kommen, bei dem aus geladenen Teilchen bestehendes Plasma ausgeschleudert wird. Treffen diese Teilchen auf die Erde, werden sie durch das Magnetfeld zum Nord- und Südpol abgeleitet. Dabei werden Elektronen in der Erdatmosphäre auf eine höhere Kreisbahn um den Atomkern versetzt. Springen diese in die tieferliegende Kreisbahn zurück, geben sie Energie in Form von Licht ab, welches wir als verschiedenfarbige Polarlichter wahrnehmen.

Eine 3D-Animation, welche den gesamten Vorgang von der Sonne bis zur Erde zusammenfasst, unterstützt die Vermittlung der theoretischen Inhalte an die Studierenden am Astronomischen Institut der Universität Bern.

Gabriel Schaller
BA-Diplome 2024

gabrielschaller.ch
gabschaller@gmail.com

Mentorat: David Schürch und Jonas Christen

Kooperation: Prof. Dr. Lucia, Kleint, Astronomisches Institut Universität Bern

3D Rendering der Sonne.
3D Rendering der Sonne.
Versuch Lichtabgabe der Elektronen.
Versuch Lichtabgabe der Elektronen.
Variante des Magnetbogens auf der Sonne mit Plasma.
Variante des Magnetbogens auf der Sonne mit Plasma.
Finales Rendering der Erde mit Polarlichtern.
Finales Rendering der Erde mit Polarlichtern.
Rendering der Sonneneruption mit Partikelsimulation.
Rendering der Sonneneruption mit Partikelsimulation.
Variante des Sauerstoffatoms in der Erdatmosphäre.
Variante des Sauerstoffatoms in der Erdatmosphäre.
Variante der Darstellung von der Lichtabgabe der Elektronen.
Variante der Darstellung von der Lichtabgabe der Elektronen.
Skizze für den abstrakten Stil in der Animation.
Skizze für den abstrakten Stil in der Animation.
Versuch Gestaltung der Sonne im 3D-Raum.
Versuch Gestaltung der Sonne im 3D-Raum.
Versuch Modellierung der Sonne in Cinema4D.
Versuch Modellierung der Sonne in Cinema4D.
9.	Versuch Modellierung der Sonne in Cinema4D.
9. Versuch Modellierung der Sonne in Cinema4D.
Rendering der Polarlichter.
Rendering der Polarlichter.