Die Aurora borealis, die man richtiger Aurora borealis nennen würde, da sie in den Polarregionen der Erde vorkommt, ist eines der schönsten Naturphänomene. Die Essenz dieses Phänomens liegt darin, dass der Sonnenwind, der vom Erdmagnetfeld zu seinen Polen hin abgelenkt wird, mit den Atomen der Gase in der Erdatmosphäre kollidiert. Bei dieser Kollision geht das Gasatom in einen angeregten Zustand über und gibt Energie in Form eines Photons ab – ein Teilchen, das keine Masse und keine Ladungen hat. Es sind diese Photonen, die die Wirkung der Aurora Borealis erzeugen.
Je tiefer die geladenen Teilchen des Sonnenwindes in die Erdatmosphäre eindringen, desto häufiger kollidieren sie mit Atomen, denn die Konzentration der Gasatome nimmt bei Annäherung an die Erdoberfläche merklich zu. Entsprechend stärker und länger werden die Nordlichter.
Die Farbe der Aurora hängt von zwei Faktoren ab: der Höhe, in der die Kollision stattfand; die Art des Gases, dessen Atom in einen angeregten Zustand gelangt ist. Ist die Farbe beispielsweise rot oder grün, bedeutet dies, dass Partikel des Sonnenwinds mit Sauerstoffatomen in Kontakt gekommen sind. Dementsprechend bedeutet die rote Farbe, dass es in großer Höhe (über 200 Kilometer über der Erde) und grün - in mittleren Höhen (von 100 bis 200 Kilometern) passiert ist. Ist die Farbe Blau oder Violett, bedeutet dies, dass Stickstoffatome in einen angeregten Zustand übergegangen sind. Die Photonen, die bei der Anregung der Atome anderer Gase entstehen, sind kaum zu unterscheiden, da Stickstoff und Sauerstoff die massereichsten Bestandteile der Erdatmosphäre sind.
Der Farbunterschied, der durch Photonen angeregter Sauerstoffatome erzeugt wird, wird durch das folgende Muster erklärt. Wenn das kollidierende Sauerstoffatom nicht innerhalb einer Sekunde mit einem anderen Sauerstoffatom kollidiert, emittiert es ein grünes Photon. Wenn diese Kollision nicht innerhalb von zwei ganzen Minuten auftritt, emittiert sie ein rotes Photon. Aber für den Fall, dass die Kollision schneller als eine Sekunde erfolgt, wird überhaupt kein Photon gebildet. Es ist leicht zu verstehen, dass sich die rote Farbe nur in Höhen von mehr als 200 Kilometern zeigt, wo die Konzentration der Atome vernachlässigbar ist und ihre Kollisionen selten auftreten. Nun, in einer Höhe von weniger als 100 Kilometern kommt es so oft zu Kollisionen, dass ein angeregtes Sauerstoffatom keine Sekunde Zeit hat, intakt zu bleiben und kein Photon gebildet wird.
Je stärker die Störungen in der Sonnenatmosphäre sind, desto stärker sind natürlich die Sonnenwindflüsse. Daher müssen sich Bewohner der Polarregionen auf der Nordhalbkugel sowie Überwinterer in der Antarktis auf eine weitere Sonneneruption einstellen: Nach einiger Zeit werden sie eine besonders starke und schöne Aurora sehen.
