Quando as partículas energéticas carregadas entram na atmosfera da Terra a partir dos ventos solares, elas tendem a ser canalizadas para os pólos de força magnética o que causa a espiral em torno das linhas do campo magnético da terra. Eles possuem energia suficiente para ionizar as moléculas de ar, portanto, um considerável número de átomos e moléculas são elevados para os estados excitados. Quando eles fazem a transição de volta para seus estados fundamentais emitem luz característica dos átomos e moléculas. A luz vermelha e verde emitida a partir de átomos de oxigênio é um componente da luz visto nos pólos. Nitrogênio atmosférico também desempenha um papel.
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