شفق قطبی چگونه به وجود می آید؟

طوفانهای خورشیدی ذراتی از جنس الکترون و پروتون و یونهای سنگین هستند که در پی انفجارات سطحی خورشید از آن جدا شده و به سوی فضا از جمله زمین می آیند.
تنها اثر شدید این طوفان همان پدیده Aurora یا شفق قطبی می باشد.این اشعه ها و ضربات طوفان خورشیدی به طور مستقیم زمین را مورد اصابت قرار نمی دهد. خوشبختانه میدان مغناطیسی زمین مانند سپری جلوی بسیاری از این تشعشعات را میگیرد و این میدان مغناطیسی زمین است که موجب می شود پدیدۀ طوفان خورشیدی تبدیل به رخدادی زیبا به نام شفق قطبی شود. شفق قطبی در اثر برخورد همین تشعشعات به سپر مغناطیس زمین به وجود می آید که به صورت درخشش نورهای زیبایی که در ارتفاعات ۳۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتری (بیشتر اوقات در بلندی ۱۰۰ کیلومتر) در آسمان قطب های زمین دیده میشود. شفق قطبی در برخورد ذرات باردار از مگنتوسفر زمین که معمولا الکترون و گاهی اوقات پروتون هستند و ذرات سنگین تر با اتم ها و مولکول ها به وجود می آیند.
این ذرات ١ تا ١٠٠ کیلو الکترون ولت انرژی دارند. آن ها در اصل از سوی خورشید به سمت حومه ی زمین می آیند و باد های خورشیدی کم انرژی نیز نامیده می شوند.این برخورد در اتمسفر توسط الکتریسیته، مولکول و اتم را بالاتر از اتمسفر بادار می کند. این انرژی محرک می تواند به صورت پرتو های نور یا برخورد خالی شود. اکثر شفق های قطبی سبز و قرمز توسط اتم های اکسیژن درست می شوند. مولکول ها و یون های نیتروژن هم قرمز بسیار کم رنگ و آبی بنفش را در شفق های قطبی ایجاد می کنند.

شفق‌ قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی زمین به صورت سبز بر افروخته و در هنگام طلوع خورشید به صورت قرمز کمرنگ دیده می‌شود. شفق‌های قطبی معمولاً از سپتامبر تا اکتبر و از مارس تا آوریل اتفاق می‌افتند. بعضی از قبایل کانادایی به این پدیده رقص ارواح می‌گویند.
شفق‌ قطبی معمولاً در قطب‌ها اتفاق می افتد. ولی به ندرت در عرض‌های جغرافیایی میانی نیز دیده می‌شوند وقتی که طوفان‌های مغناطیسی اتفاق می‌افتند. طوفان‌های مغناطیسی در دورهٔ تناوب ۱۱ سالهٔ خورشیدی یا ۳ سال بعد از این دورهٔ تناوب اتفاق می‌افتند.