شفق قطبی چگونه بوجود می آید ؟

زمانی که بادهای خورشیدی به سمت سیارات روانه شدند سیلی از ذرات باردار  خورشیدی به جو و مغناطکره سیارات برخورد میکند که اینجا اگر سیاره مغناطکره مناسبی داشته باشد میتواند این ذرات را دفع کرده و  سطح سیاره را از برخورد این ذرات زیانبار حفظ کند.
برخورد ذرات باردار پلاسمای خورشیدی با اتم‌ها و مولکول‌های جو زمین در لایه یونسپهر  جو موجب پدید آمدن شفق قطبی یا آرورا می‌شود .

با برخورد ذرات بادهای خورشیدی به مولکول‌های جو ، مولکول‌های جو تحریک می‌شوند و انرژی دریافت می‌کنند و هر عنصری نسبت به چیدمان مداری e خود پس از دریافت انرژی , الکترون لایه تراز آن برانگیخته شده به صورتی که از لایه خود با گرفتن انرژی به لایه بالاتر رفته و به دلیل آنکه در لایه بالاتر پایدار نیست انرژی که گرفته بود را به صورت فوتون آزاد کرده و به لایه پایه خود باز می گردد و انرژی اضافه را به صورت تابش‌های مرئی یا نامرئی آزاد می‌کند.

تابش‌های مرئی شفق ها را می توان از روی زمین و در عرض های بالای 60 درجه شمالی و جنوبی به راحتی مشاهده کرد اما تابش‌های پرتو X و فرابنفش باید از فضا دیده شوند چون جو زمین بسیاری از تابش‌ها را جذب و فیلتر میکند که خود یک نعمت است چرا که این تابش ها زیانبار هستند و  اگر عکس های تهیه شده از فضا را که فضانوردان ایستگاه فضایی میگیرند ببینید این تابش ها مشخص هستند .

رنگ‌های گوناگون  شفق قطبی هم مربوط به تحریک شدن مولکول‌های متفاوت موجود در جو بالایی زمین است. دو گاز اکسیژن و نیتروژن دو ماده ای هستندکه بیشترین فراوانی را در جو زمین دارند و رنگ های قرمز و سبز که در شفق های قطبی دیده میشوند حاصل تحریک شدن این دو گاز هستند البته وجود گازهای اندک دیگر در جو زمین باعث میشود تا رنگ های دیگر هم بعضا” دیده شوند .
حال سوال اینجاست که چرا همه عرض های جغفرایایی  کره زمین نمیتوانند این پدیده زیبای جوی را تماشا کنند که باید اینگونه پاسخ داد چون زمانی که مغناطکره زمین ایجاد سد میکند در برابر ذرات باردار خورشیدی این ذرات به سمت قطب های مغناطیسی زمین که در ناحیه شمال و جنوب کره زمین قرار دارند راهنمایی شده و جذب قطب های مغناطیسی میشوند که حاصل این عمل برانگیخته شدن جو فقط در نواحی شمالی و جنوبی زمین است .