Das Band namens Steve: Wie Hobby-Himmelsbeobachter ein Licht benannten, das die Wissenschaft ubersehen hatte
In einer kalten, klaren Nacht im Winter 2015 stand eine kleine Gruppe Fotografen irgendwo in der kanadischen Provinz Alberta im Dunkeln, die Stative im Schnee verankert, und wartete auf das Nordlicht. Was uber ihnen aufstieg, war nicht das Nordlicht. Statt der vertrauten grunen Vorhange, die am Horizont wogen, spannte sich ein dunnes Band aus blassem Malvenlila schnurgerade von Ost nach West uber den Himmel, schmal und scharfkantig, wie ein mit dem Lineal gezogener Lichtkratzer. Es schwang nicht so, wie ein Polarlicht schwingt. Es hing einfach dort, malvenfarben leuchtend, an seiner Unterkante bisweilen gesaumt von einer Reihe kurzer gruner Streifen, die mehr als einem Beobachter wie ein hochkant gestellter Lattenzaun vorkamen. Die Fotografen hatten es schon fruher gesehen. Sie hatten es jahrelang fotografiert. Und wussten dennoch nicht, was es war.
Sie gehorten einer Facebook-Gruppe namens Alberta Aurora Chasers an, einer losen Gemeinschaft von Amateuren, die in eisigen Nachten hinausfuhren, um den Himmel zu jagen. Untereinander hatten sie den seltsamen malvenfarbenen Bogen "Steve" zu nennen begonnen, ein bewusst leerer, bewusst bedeutungsloser Platzhaltername, entliehen aus dem Animationsfilm Ab durch die Hecke von 2006, in dem die verangstigten Tiere einem unbekannten Gegenstand einen harmlosen menschlichen Namen geben, damit er aufhort, Angst zu machen. Der Scherz blieb hangen. Und in einer Disziplin, in der die Phanomene Namen wie Teilsturm und Polarlichtoval tragen, sollte die Tatsache, dass ein namenloses Ding Nacht fur Nacht von Amateuren und nicht von Wissenschaftlern fotografiert wurde, bald zum peinlichsten und wunderbarsten Teil der ganzen Geschichte werden.
Die Jager teilten ihre Aufnahmen mit zwei Menschen, die es wissen konnten: Elizabeth MacDonald, einer Weltraumwetter-Wissenschaftlerin der NASA und Grunderin von Aurorasaurus, einem Projekt, das eigens dafur geschaffen wurde, Beobachtungen von Burgern in echte Forschung einzuflechten, und Eric Donovan, einem Polarlichtphysiker der Universitat Calgary. Zusammen brachten MacDonald und Donovan jahrzehntelange Erfahrung im Betrachten der oberen Atmosphare mit. Keiner von beiden konnte sagen, was Steve war. Bei diesem Eingestandnis lohnt es sich innezuhalten. Zwei Fachleute, deren Laufbahn auf der Kenntnis des Nachthimmels beruhte, betrachteten Aufnahme um Aufnahme einer hellen Struktur, die sich uber bevolkerten Stadten wolbte, und mussten zugeben, dass sie etwas sahen, das in der Literatur nicht vorkam.
Donovan erkannte, dass die Antwort nicht allein aus Fotografien kommen wurde. Gebraucht wurde ein Zusammentreffen: ein Satellit, der genau in dem Moment durch das Band flog, in dem eine Kamera am Boden es einfing. Die Europaische Weltraumorganisation hatte zufallig die richtigen Instrumente im Orbit, ein Trio von Satelliten namens Swarm, gebaut, um das Magnet- und das elektrische Feld der Erde zu vermessen. Als Donovan eine Bodenbeobachtung von Steve mit einem Uberflug von Swarm in Deckung brachte, waren die zuruckkommenden Zahlen verbluffend. In der Hohe, in der Steve leuchtete, etwa 450 Kilometer hoch, flog der Satellit durch ein etwa 25 Kilometer breites Gasband, in dem die Temperatur auf rund 3.000 Grad Celsius emporschnellte und in dem geladene Teilchen mit fast sechs Kilometern pro Sekunde nach Westen stromten, tausendfach schneller als die Luft zu beiden Seiten.
Diese Messung gab dem vorlaufigen Namen ein festes Zuhause. In der 2018 in Science Advances veroffentlichten Arbeit, der ersten begutachteten Studie des Phanomens, behielt das Team den von den Jagern gewahlten Namen bei, formte ihn aber ruckwarts zu einem journalwurdigen Akronym: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, starke Erhohung der thermischen Emissionsgeschwindigkeit. Aus Steve war STEVE geworden. Es war eine grosszugige Geste, ein seltener Fall, in dem sich die Fachwissenschaft vor den Amateuren verneigt, die zuerst gesehen hatten. Doch das Akronym hielt auch still fest, was die Wissenschaftler gelernt hatten und, noch aufschlussreicher, was sie noch immer nicht wussten.
Der Weg von einem Facebook-Album zu einer Fachzeitschrift war alles andere als glatt, und es lohnt sich, bei der Unwahrscheinlichkeit der gesamten Ereigniskette zu verweilen. Ein Satellit, der genau die Breite des Bandes in genau der Sekunde durchquert, in der der Verschluss eines Fotografen offen ist, lasst sich nicht planen; es ist ein Lottogewinn, auf den Donovan schlicht warten musste. Aurorasaurus wurde derweil zum Bindegewebe der Entdeckung, einer Plattform, auf der gewohnliche Menschen festhalten konnten, was sie sahen, und auf der Wissenschaftler nach den seltenen Ubereinstimmungen fischen konnten, die aus einer Anekdote einen Beleg machen. In den folgenden Jahren stromten Hunderte von Sichtungen herein, jede eine kleine Bestatigung, dass STEVE keine Laune einer einzelnen Kamera oder einer einzelnen Nacht war, sondern ein wiederkehrendes, reproduzierbares Merkmal des subauroralen Himmels, das schlicht nie aufgeschrieben worden war.
Denn genau hier beginnt die saubere Entdeckungsgeschichte auszufransen. Das heisse, schnelle Gasband, das Swarm vermass, ist den Physikern unter einem anderen Namen wohlbekannt: eine subaurorale Ionendrift, kurz SAID, mitunter als Teil der breiteren Familie der subauroralen Polarisationsstrome beschrieben. Diese schnellen westwarts gerichteten Strome heissen Plasmas waren jahrzehntelang untersucht worden. Was niemand je mit ihnen in Verbindung gebracht hatte, war sichtbares Licht. Ein SAID sollte unsichtbar sein, ein Strom aus Energie, den man mit Instrumenten aufspuren, aber niemals mit den Augen sehen konnte. Steve bewies, dass diese Annahme falsch war. Und das ist der Kern des Ratsels, das selbst jetzt fortbesteht, Jahre nachdem der Name offiziell wurde: Wir wissen, wo Steve lebt, und wir wissen, dass er auf einer subauroralen Ionendrift reitet, doch wir verstehen nicht vollstandig, wie diese Drift uberhaupt Licht erzeugt.
Um zu begreifen, warum das so beunruhigend ist, muss man verstehen, was ein gewohnliches Polarlicht eigentlich ist. Das Nordlicht leuchtet, weil geladene Teilchen aus dem All entlang der Magnetfeldlinien herabregnen und hoch oben in der Atmosphare auf Sauerstoff und Stickstoff prallen und diese Atome anregen, bis sie Licht abgeben. Dieser Teilchenregen heisst Prazipitation und ist der Motor jedes klassischen Polarlichts. Als die Forscher Steve genau untersuchten, fanden sie, dass der Motor fehlte. Es fiel keine nennenswerte Elektronenprazipitation in das malvenfarbene Band. Was es auch entzundete, es war nicht der Mechanismus, der das Polarlicht entzundet. Aus diesem Grund sagen die Wissenschaftler heute unumwunden, dass Steve uberhaupt kein Polarlicht ist, auch wenn er neben dem Polarlicht erscheint und einem ungeubten Auge wie ein Vetter davon vorkommt. Es ist etwas anderes, ein Leuchten, das durch Hitze und Reibung in einem schnell bewegten Strom entsteht und nicht durch Teilchen, die von oben fallen.
Der grune Lattenzaun verkompliziert das Bild noch weiter. Als der Transition-Region-Explorer-Spektrograf in Kanada 2019 endlich Steves Licht einfing und es in ein Spektrum zerlegte, stellte sich heraus, dass das malvenfarbene Band gar keine saubere Signatur besass, keine einzige helle Emissionslinie, sondern einen breiten Farbschmier, der auf Erhitzung hindeutet und nicht auf die diskreten atomaren Fingerabdrucke, die ein Polarlicht hinterlasst. Die grunen Streifen daneben erzahlten eine andere Geschichte. Ihr Licht wurde von der Sauerstoffemission bei 557,7 Nanometern beherrscht, jenem selben Grun, das gewohnliche Polarlichter erzeugen, was nahelegt, dass der Lattenzaun und das malvenfarbene Band moglicherweise von zwei verschiedenen Prozessen Seite an Seite entzundet werden. Eine Theorie, vorgebracht von den Forschern, die jenes Spektrum untersuchten, besagt, dass entlang des Magnetfelds ausgerichtete elektrische Felder Elektronen lokal energetisieren konnten, dort unten, wo sich der Lattenzaun bildet, sodass sie auf die Atmosphare treffen und leuchten, ohne dass Teilchen aus dem All fallen mussten. Es ist ein plausibler Gedanke. Ein entschiedener ist es nicht.
Es gibt noch eine Falte, die die Fachleute ehrlich halt. STEVE neigt dazu, in niedrigeren Breiten zu erscheinen als das klassische Polarlicht, naher an den Orten, an denen die meisten Menschen tatsachlich leben, was es leichter, nicht schwerer, hatte machen sollen, ihn zu bemerken. Dass er so lange unbeachtet blieb, sagt etwas Unbequemes daruber aus, wie viel Himmel wir betrachten, ohne wirklich zu sehen. Es wirft auch eine leisere Frage nach der Grenze zwischen den beiden Leuchten auf. Wenn STEVE und das gewohnliche Polarlicht so oft dieselbe Nacht teilen, angetrieben von derselben grossen Storung im erdnahen Raum, wo endet dann genau das eine Phanomen und beginnt das andere, und wie viele alte Polarlichtberichte falteten still eine Sichtung von STEVE in die Aufzeichnung, ohne dass jemand je den Unterschied bemerkte?
Womit also bleiben wir tatsachlich zuruck? Mit einem Phanomen, das sich jahrelang auf gewohnlichen Fotografien verbarg, an dem die Fachwissenschaft vorbeiging, bis Amateure die Frage erzwangen, das nun ein formales Akronym sowie eine gemessene Hohe und Temperatur tragt und das sich noch immer nicht aus ersten Prinzipien erklaren lasst. Man muss sich fragen, wie viele Menschen im Lauf der Jahrzehnte diese malvenfarbene Linie am Himmel sahen, sie fur einen sonderbaren Polarlichtstreifen hielten und nie jemandem davon erzahlten. Die alte Polarlichtliteratur enthalt verstreute Hinweise auf "Malvenbogen" und unerklarte violette Bander, die viele Jahre zuruckreichen, Geister von Steve, die aufgezeichnet und vergessen wurden, weil niemand einen Rahmen hatte, um sie festzuhalten. Es ist durchaus moglich, dass Steve so lange uber menschlichen Kopfen erschien, wie es menschliche Kopfe gibt, uber denen er erscheinen konnte, und dass erst das Aufkommen billiger, empfindlicher Kameras und eines sozialen Netzwerks zum Zusammentragen der Bilder ihn endlich unbestreitbar machte.
Man muss sich auch fragen, was die Namensgebung von Steve uber die blinden Flecken der Fachkenntnis verrat. Die Jager hatten keine Titel. Sie hatten keine Theorie, keine Finanzierung, keine Instrumente ausser ihren Kameras und ihrer Geduld. Was sie hatten, waren Tausende Stunden des Hinschauens und die Bereitschaft, laut auszusprechen, dass etwas nicht zusammenpasste. Die Fachleute hatten die Physik, aber nicht die Augen. Es war das Aufeinandertreffen beider, der Amateure, die sahen, und der Wissenschaftler, die massen, das aus einem Facebook-Insiderwitz eine Zeile im wissenschaftlichen Protokoll machte. Hatte Steve darauf gewartet, dass ein Physiker ihn aus eigener Kraft bemerkt, warte er vielleicht noch heute.
Es bleiben tiefere Ratsel, die selbst die Fachleute vorsichtig formulieren. Warum leuchtet eine subaurorale Ionendrift, die in vielen Nachten vorhanden ist, nur manchmal als sichtbares Band auf? Was genau bringt das malvenfarbene Kontinuum zum Leuchten, wenn nicht fallende Teilchen? Warum erscheint der Lattenzaun manchmal vor Steve, manchmal nachdem er verblasst ist, und manchmal gar nicht? Jede dieser Fragen ist offen, und jede deutet an, dass das Etikett "gelost" unbequem auf diesem Phanomen sitzt. Wir haben Steve benannt, ihn verortet und seine Geschwindigkeit gestoppt, was eine echte und hart erkampfte Leistung ist. Ob wir ihn wirklich erklart haben, ist eine andere Frage, und die ehrlichen Forscher tun nicht so, als ware es anders.
Vielleicht ist das das Menschlichste an der ganzen Angelegenheit. Steve ist eine Erinnerung daran, dass Entdeckung nicht immer bedeutet, an die fernen Rander des Sonnensystems zu reisen oder die grosste je gebaute Maschine zu errichten. Manchmal bedeutet sie, auf einem verschneiten Feld zu stehen, zu einem Licht hinaufzublicken, an dem alle anderen vorbeifuhren, und den Mut zu haben zu fragen, was es ist. Der Himmel uber Alberta hatte diese Vorstellung sehr lange gegeben. Er brauchte nur jemanden, der sturr genug war, weiter hinzusehen, und ehrlich genug, als die Fachleute kamen, einzugestehen, dass noch niemand die Antwort kannte. Steve, was auch immer er sich am Ende als zu sein herausstellt, ist in den meisten klaren Nachten noch immer dort oben, leuchtet in seinem geduldigen Malvenlila und wartet darauf, dass der Rest der Erklarung seinen Namen einholt.