Polarna svjetlost, koju bi pravilnije nazvali polarnom svjetlošću, budući da se javlja u polarnim predjelima Zemlje, jedan je od najljepših prirodnih fenomena. Suština ove pojave leži u činjenici da se solarni vjetar, odbijen zemljinim magnetskim poljem prema svojim polovima, sudara s atomima plinova u zemaljskoj atmosferi. U tom sudaru atom plina prelazi u pobuđeno stanje i oslobađa energiju u obliku fotona - čestice koja nema masu i naboje. Upravo ti fotoni proizvode učinak polarne svjetlosti.
Što dublje nabijene čestice sunčevog vjetra prodiru u zemljinu atmosferu, to se češće sudaraju s atomima, jer se koncentracija plinskih atoma osjetno povećava približavanjem površini Zemlje. Sukladno tome, jače i dulje će biti sjeverno svjetlo.
Boja polarne svjetlosti ovisi o dva čimbenika: visini na kojoj se dogodio sudar; vrsta plina čiji je atom došao u pobuđeno stanje. Na primjer, ako je boja crvena ili zelena, to znači da su čestice sunčevog vjetra došle u kontakt s atomima kisika. Sukladno tome, crvena boja znači da se to dogodilo na velikoj nadmorskoj visini (preko 200 kilometara iznad Zemlje), a zelena - na srednjim nadmorskim visinama (od 100 do 200 kilometara). Ako je boja plava ili ljubičasta, to znači da su atomi dušika ušli u pobuđeno stanje. Fotoni nastali pri pobuđivanju atoma ostalih plinova gotovo se ne mogu razlikovati, jer su dušik i kisik najmasovniji dijelovi zemljine atmosfere.
Razlika u bojama koju stvaraju fotoni pobuđenih atoma kisika objašnjava se sljedećim uzorkom. Ako se sudarajući atom kisika ne sudari s drugim atomom kisika u roku jedne sekunde, emitirat će zeleni foton. Ako se ovaj sudar ne dogodi u cijele dvije minute, emitirat će crveni foton. Ali u slučaju da se sudar dogodi brže od sekunde, uopće se ne stvara foton. Lako je razumjeti da će se crvena boja pojaviti samo na nadmorskim visinama, većim od 200 kilometara, gdje je koncentracija atoma zanemariva i rijetko se događaju njihovi sudari. Pa, na nadmorskoj visini manjoj od 100 kilometara, sudari se događaju tako često da pobuđeni atom kisika nema vremena ostati netaknut ni sekunde i ne stvara se foton.
Naravno, što su jači poremećaji u sunčevoj atmosferi, to su sunčevi vjetrovi jači. Stoga, nakon što čuju za još jedan sunčev izbljesak, stanovnici polarnih područja na sjevernoj hemisferi, kao i zime na Antarktiku, moraju biti spremni: nakon nekog vremena vidjet će posebno snažnu i lijepu polarnu svjetlost.
