Zorza polarna

Zorza jest zjawiskiem emisji światła spowodowanego kolizją wysokoenergetycznych, naładowanych cząstek pochodzących z plazmy emitowanej przez Słońce (wiatru słonecznego) z cząsteczkami gazu atmosferycznego w termosferze. Różne gazy emitują fale elektromagnetyczne o różnych częstotliwościach, dlatego kolory widoczne podczas aktywności zorzowej odzwierciedlają skład chemiczny atmosfery na wysokościach kolizji.

Pomiędzy 100, a 200 km nad powierzchnią Ziemi, gdzie zorze występują najczęściej, głównymi składnikami atmosfery są atomy tlenu i azot molekularny, przy czym ich zawartość procentowa zmienia się wraz z wysokością. Atomy tlenu, których jest więcej na wysokości powyżej ok. 150 km, emitują głównie barwę zieloną i czerwoną. Azot cząsteczkowy, którego jest więcej na wysokościach do ok. 150 km, odpowiada za barwę czerwoną, niebieską i fioletową. Dodatkowo dochodzi do interakcji atomów tlenu i azotu, które powodują wzmocnienie barwy zielonej.

Gdy naładowane cząsteczki dostają się do ziemskiej magnetosfery, podążają wzdłuż linii ziemskiego pola magnetycznego do obszarów zwanych owalami zorzowymi. Obszary te są skoncentrowane wokół północnego oraz południowego pola geomagnetycznego.