رقص نورهای طبیعی در آسمان

شفق‌های قطبی نورهای زیبایی هستند که معمولاً در شب و در عرض‌های جغرافیایی نزدیک به قطب به چشم می‌خورند. زمانی که ذرّات باد خورشیدی به دام میدان مغناطیسی زمین می افتند با مولکول ها و اتمهای بالایی جوّ زمین واکنش می دهند و موجب می شوند این مولکول ها، نور تابش کنند و شفق قطبی را به وجود آورند.  وقتی که سطح خورشید خیلی فعال باشد، ما نورهای قطبی بیشتری را مشاهده می‌کنیم تا زمانی که خورشید آرام‌تر است.

نور قطبی می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد. بعضی وقت‌ها شبیه به پرده‌ی آویزان، یا نورهای متحرک و یا پرتوهای نور است. رنگ آن نیز تغییر می‌کند ولی بیشتر مواقع دارای سایه‌ی سبز یا صورتی است.

نیتروژن حجم عمده‌ای از گازهای موجود در جو زمین را تشکیل می دهد. اکسیژن، هیدروژن و هلیوم نیز با درصدهای متفاوتی در جو زمین وجود دارند. علت تغییر رنگ شفق‌های قطبی بستگی به گازی دارد که ذرات باردار «باد خورشیدی» به آنها برخورد می‌کنند و آن‌ها را وادار به تابش فوتون می‌کنند. طبق قوانین فیزیکی برای بر انگیخته شدن یک الکترون در هسته اتم، نیاز به صرف انرژی است. الکترون با گرفتن انرژی برانگیخته می‌شود و از مداری به مدار بالاتر می‌رود. در بازگشت از مدار بالاتر به مدار اولیه الکترون انرژی‌ای را که گرفته بود به صورت انرژی تابش بر می‌گرداند. که طول موج این نور برای هر اتم مقداری منحصر به فرد است. در شفق‌های قطبی نیز قضیه به همین شکل است. ذرات باردار «باد خورشیدی»، عناصر موجود در جو زمین را برانگیخته می‌کنند و هر کدام از عناصر بنا به ماهیت خود طول موجی از خود تابش می‌کنند که دارای رنگ‌های مختلفی است.