Полярните сияния — полярното сияние (или северното сияние) в Северното полукълбо и полярното сияние (южното сияние) в Южното полукълбо — са брилянтни природни зрелища, които могат да се видят във вечерното небе, особено на по-високи географски ширини. За разлика от други явления на нощното небе, като метеори и комети, полярните сияния са атмосферни явления, но какво ги причинява?
Въпреки че полярните сияния се появяват в атмосферата, те са резултат от извънземни сили; тези сили обаче не са особено чужди. Слънчевата корона - най-външната област на слънчевата атмосфера, състояща се от плазма (горещ йонизиран газ) - отблъсква слънчевия вятър (поток от частици от протони и електрони) далеч от Слънцето. Някои от тези високоенергийни частици удрят магнитното поле на Земята и следват линиите на магнитното поле надолу в земната атмосфера на северния и южния магнитни полюси.
Полярни сияния са наблюдавани на екватора преди 41 000 години
Атмосферата на Земята се състои предимно от азот и кислород. След като слънчевите частици достигнат земната атмосфера, те се сблъскват с атомите на азота и кислорода, отнемайки техните електрони, за да оставят йони във възбудено състояние. Тези йони излъчват радиация с различни дължини на вълната, създавайки характерните цветове. Сблъсъци на слънчеви частици с кислород произвеждат червена или зелена светлина; сблъсъци с азот произвеждат зелена и лилава светлина.
По време на периоди на ниска слънчева активност – които често се свързват с периоди, в които Слънцето има по-малко слънчеви петна – по-малко от тези високоенергийни частици се излъчват от Слънцето и блестящите цветни листове, които характеризират авроралните зони на Земята, се изместват към полюсите. Когато Слънцето е по-активно и по-големи количества плазма изригват от повърхността на Слънцето, повече частици достигат земната атмосфера и полярните сияния понякога се простират до средните ширини. Например полярното сияние е било наблюдавано на юг до 40° ширина в Съединените щати. Полярните сияния обикновено се появяват на надморска височина от около 100 км (60 мили); въпреки това те могат да се появят навсякъде между 80 и 250 км (около 50 до 155 мили) над земната повърхност.
