L'Aurore boréale se produit lors d'une coalition entre des particules de gaz dans l'atmosphère terrestre et des particules électriques réfléchies par le soleil. Les couleurs variées de la lumière observée sont dues aux différents types de particules de gaz qui entrent en collision. La couleur vert clair jaunâtre, qui est la couleur la plus fréquente et la plus courante, est produite par des molécules d'oxygène situées à environ 97 km (60 miles) de la terre. En revanche, d'autres couleurs rares, comme le rouge, sont produites par des molécules d'oxygène à une altitude de 322 km (200 miles). Quant à l'azote, il produit des couleurs bleues ou rougeâtres-violettes.
Scientifiquement, le processus de création des aurores peut être expliqué comme suit :
La température de la couche externe du soleil atteint des milliers de degrés Celsius. À une température aussi élevée, les collisions entre les molécules de gaz se produisent souvent et provoquent des explosions. Les électrons libérés par ces collisions sont éjectés de l'atmosphère solaire lorsque le soleil tourne. Ces électrons sortent par les trous du champ magnétique du soleil. Puis, ils sont emportés par le vent solaire vers la Terre. Ces particules chargées sont déviées par le champ magnétique de la Terre. Aux pôles nord et sud, la force du champ magnétique terrestre est très faible, ce qui permet aux particules chargées de pénétrer dans l'atmosphère terrestre et de percuter les particules de gaz de la Terre. Cette collision produit une lumière dansante au-dessus des ciels des pôles nord et sud.
La lumière de l'Aurore se situe à une distance de 80 km (50 miles) jusqu'à 640 km (400 miles) de la surface de la Terre.
L'Aurore peut être observée dans l'hémisphère nord (Lumières du Nord/Aurore Boréale) et dans l'hémisphère sud (Lumières du Sud/Aurore Australe), centrée sur les pôles magnétiques avec une forme ovale irrégulière.
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