ऑरोरा बोरेलिस, जिसे अधिक सही ढंग से औरोरा बोरेलिस कहा जाएगा, क्योंकि यह पृथ्वी के ध्रुवीय क्षेत्रों में होता है, सबसे सुंदर प्राकृतिक घटनाओं में से एक है। इस घटना का सार इस तथ्य में निहित है कि सौर हवा, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा अपने ध्रुवों की ओर विक्षेपित होने के कारण, पृथ्वी के वायुमंडल में गैसों के परमाणुओं से टकराती है। इस टक्कर में, गैस परमाणु एक उत्तेजित अवस्था में चला जाता है और एक फोटॉन के रूप में ऊर्जा छोड़ता है - एक ऐसा कण जिसका कोई द्रव्यमान और कोई आवेश नहीं होता है। ये फोटॉन हैं जो औरोरा बोरेलिस के प्रभाव का उत्पादन करते हैं।
सौर हवा के आवेशित कण पृथ्वी के वायुमंडल में जितने गहरे प्रवेश करते हैं, उतनी ही बार वे परमाणुओं से टकराते हैं, क्योंकि जैसे-जैसे वे पृथ्वी की सतह के पास आते हैं, गैस परमाणुओं की सांद्रता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। तदनुसार, उत्तरी रोशनी जितनी मजबूत और लंबी होगी।
औरोरा का रंग दो कारकों पर निर्भर करता है: वह ऊँचाई जिस पर टक्कर हुई; गैस का प्रकार, जिसका परमाणु उत्तेजित अवस्था में आ गया है। उदाहरण के लिए, यदि रंग या तो लाल या हरा है, तो इसका मतलब है कि सौर हवा के कण ऑक्सीजन परमाणुओं के संपर्क में आ गए हैं। तदनुसार, लाल रंग का अर्थ है कि यह उच्च ऊंचाई (पृथ्वी से 200 किलोमीटर से अधिक) पर हुआ, और हरा - मध्यम ऊंचाई पर (100 से 200 किलोमीटर तक)। यदि रंग नीला या बैंगनी है, तो इसका मतलब है कि नाइट्रोजन परमाणु उत्तेजित अवस्था में प्रवेश कर चुके हैं। जब अन्य गैसों के परमाणु उत्तेजित होते हैं तो बनने वाले फोटॉन लगभग अप्रभेद्य होते हैं, क्योंकि नाइट्रोजन और ऑक्सीजन पृथ्वी के वायुमंडल के सबसे बड़े घटक हैं।
उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणुओं के फोटॉन द्वारा निर्मित रंगों में अंतर को निम्नलिखित पैटर्न द्वारा समझाया गया है। यदि टकराने वाला ऑक्सीजन परमाणु एक सेकंड के भीतर दूसरे ऑक्सीजन परमाणु से नहीं टकराता है, तो यह एक हरे रंग का फोटॉन उत्सर्जित करेगा। यदि यह टक्कर पूरे दो मिनट के भीतर नहीं होती है, तो यह एक लाल फोटॉन उत्सर्जित करेगा। लेकिन इस घटना में कि टक्कर एक सेकंड से अधिक तेज होती है, कोई फोटॉन बिल्कुल नहीं बनता है। यह समझना आसान है कि लाल रंग केवल 200 किलोमीटर से अधिक ऊंचाई पर निकलेगा, जहां परमाणुओं की एकाग्रता नगण्य है और उनकी टक्कर शायद ही कभी होती है। खैर, 100 किलोमीटर से कम की ऊंचाई पर, टकराव इतनी बार होता है कि एक उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु के पास एक सेकंड के लिए भी बरकरार रहने का समय नहीं होता है, और कोई फोटॉन नहीं बनता है।
बेशक, सूर्य के वायुमंडल में गड़बड़ी जितनी मजबूत होगी, सौर हवा का प्रवाह उतना ही मजबूत होगा। इसलिए, एक और सौर चमक के बारे में सुनकर, उत्तरी गोलार्ध में ध्रुवीय क्षेत्रों के निवासियों के साथ-साथ अंटार्कटिका में सर्दियों के निवासियों को तैयार रहना चाहिए: थोड़ी देर बाद वे एक विशेष रूप से मजबूत और सुंदर उरोरा देखेंगे।
