Aurora borealis, yang akan lebih tepat disebut aurora borealis, karena terjadi di daerah kutub Bumi, adalah salah satu fenomena alam yang paling indah. Inti dari fenomena ini terletak pada kenyataan bahwa angin matahari, yang dibelokkan oleh medan magnet bumi ke arah kutubnya, bertabrakan dengan atom-atom gas di atmosfer bumi. Dalam tumbukan ini, atom gas masuk ke keadaan tereksitasi dan melepaskan energi dalam bentuk foton - partikel yang tidak memiliki massa dan tidak bermuatan. Foton inilah yang menghasilkan efek aurora borealis.
Semakin dalam partikel bermuatan angin matahari menembus ke atmosfer bumi, semakin sering mereka bertabrakan dengan atom, karena konsentrasi atom gas meningkat secara nyata saat mendekati permukaan bumi. Dengan demikian, semakin kuat dan panjang cahaya utara.
Warna aurora tergantung pada dua faktor: ketinggian tempat tabrakan terjadi; jenis gas, atom yang telah datang ke keadaan tereksitasi. Misalnya, jika warnanya merah atau hijau, itu berarti partikel angin matahari telah bersentuhan dengan atom oksigen. Dengan demikian, warna merah berarti itu terjadi pada ketinggian tinggi (lebih dari 200 kilometer di atas Bumi), dan hijau - pada ketinggian sedang (dari 100 hingga 200 kilometer). Jika warnanya biru atau ungu, ini berarti atom nitrogen telah memasuki keadaan tereksitasi. Foton yang terbentuk ketika atom gas lain tereksitasi hampir tidak dapat dibedakan, karena nitrogen dan oksigen adalah komponen paling masif dari atmosfer bumi.
Perbedaan warna yang dihasilkan oleh foton atom oksigen tereksitasi dijelaskan oleh pola berikut. Jika atom oksigen yang bertabrakan tidak bertabrakan dengan atom oksigen lain dalam satu detik, ia akan memancarkan foton hijau. Jika tabrakan ini tidak terjadi dalam dua menit penuh, itu akan memancarkan foton merah. Tetapi jika tumbukan terjadi lebih cepat dari satu detik, tidak ada foton yang terbentuk sama sekali. Sangat mudah untuk memahami bahwa warna merah hanya akan muncul pada ketinggian, lebih dari 200 kilometer, di mana konsentrasi atom dapat diabaikan dan tabrakan mereka jarang terjadi. Nah, pada ketinggian kurang dari 100 kilometer, tabrakan sering terjadi sehingga atom oksigen yang tereksitasi tidak punya waktu untuk tetap utuh bahkan untuk sedetik, dan tidak ada foton yang terbentuk.
Tentu saja, semakin kuat gangguan di atmosfer Matahari, semakin kuat fluks angin matahari. Oleh karena itu, setelah mendengar tentang suar matahari lainnya, penduduk daerah kutub di belahan bumi utara, serta orang yang musim dingin di Antartika, harus bersiap: setelah beberapa saat mereka akan melihat aurora yang sangat kuat dan indah.
