Polarlichter entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen aus der Sonne auf die Erdatmosphäre treffen und dort mit Gasen wie Sauerstoff und Stickstoff zusammenstoßen. Damit Polarlichter sichtbar werden, braucht es eine erhöhte Sonnenaktivität, die solche Teilchenströme – den sogenannten Sonnenwind – zur Erde schickt. Das Magnetfeld der Erde lenkt diese Teilchen in Richtung der Pole, weshalb Polarlichter hauptsächlich in hohen nördlichen und südlichen Breiten auftreten.
Wenn die geladenen Teilchen in die oberen Schichten der Atmosphäre eindringen, übertragen sie Energie auf die dort vorhandenen Gase. Diese Energie wird anschließend in Form von Licht wieder abgegeben. Je nachdem, welches Gas angeregt wird und in welcher Höhe dies geschieht, entstehen unterschiedliche Farben. Sauerstoff erzeugt meist grünes oder rotes Licht, während Stickstoff violette oder bläuliche Töne hervorbringt. Die Lichter erscheinen oft als Bögen, Schleier oder pulsierende Flächen, die sich ständig verändern. Ihre Form entsteht durch die Struktur des Magnetfeldes, das die Teilchen entlang unsichtbarer Linien führt.
Polarlichter sind also das sichtbare Ergebnis eines Zusammenspiels zwischen Sonnenaktivität, dem Magnetfeld der Erde und den Gasen der Atmosphäre. Sie zeigen, wie dynamisch und verbunden unser Planet mit seiner Umgebung im Weltraum ist.