Aurora borealis, som ville være mere korrekt kaldet aurora borealis, da den forekommer i de polære områder på jorden, er et af de smukkeste naturlige fænomener. Essensen af dette fænomen ligger i det faktum, at solvinden, der afbøjes af jordens magnetfelt mod sine poler, kolliderer med atomer af gasser i jordens atmosfære. I denne kollision passerer gasatomet i en ophidset tilstand og frigiver energi i form af en foton - en partikel, der ikke har nogen masse og ingen ladninger. Det er disse fotoner, der producerer effekten af aurora borealis.
Jo dybere de ladede partikler af solvinden trænger ind i jordens atmosfære, jo oftere kolliderer de med atomer, fordi koncentrationen af gasatomer stiger mærkbart, når de nærmer sig jordens overflade. Derfor vil nordlyset være stærkere og længere.
Nordlysens farve afhænger af to faktorer: højden, hvor kollisionen opstod; typen af gas, hvis atom er kommet i en ophidset tilstand. For eksempel, hvis farven enten er rød eller grøn, betyder det, at solvindens partikler er kommet i kontakt med iltatomer. Følgelig betyder den røde farve, at det skete i en høj højde (over 200 kilometer over jorden) og grøn - i mellemhøjde (fra 100 til 200 kilometer). Hvis farven er blå eller violet, betyder det, at nitrogenatomer er kommet i en ophidset tilstand. De fotoner, der dannes, når andre gassers atomer er ophidsede, kan næsten ikke skelnes, da nitrogen og ilt er de mest massive komponenter i jordens atmosfære.
Forskellen i farver produceret af fotoner af ophidsede iltatomer forklares med følgende mønster. Hvis det kolliderende iltatom ikke kolliderer med et andet iltatom inden for et sekund, udsender det en grøn foton. Hvis denne kollision ikke sker inden for to hele minutter, udsender den en rød foton. Men i tilfælde af at kollisionen sker hurtigere end et sekund, dannes der slet ingen foton. Det er let at forstå, at rød farve kun viser sig i højder over 200 kilometer, hvor koncentrationen af atomer er ubetydelig, og deres kollisioner sjældent forekommer. Nå, i en højde mindre end 100 kilometer opstår kollisioner så ofte, at et ophidset iltatom ikke har tid til at forblive intakt selv i et sekund, og der dannes ingen foton.
Jo stærkere forstyrrelser i solens atmosfære, jo stærkere er solvindstrømmene. Derfor skal beboere i polarområderne på den nordlige halvkugle såvel som vintergæster i Antarktis være forberedt, når de hører om en anden solflare, efter et stykke tid vil de se en særlig stærk og smuk nordlys.
