Polární záře, která by se přesněji nazývala polární záře, protože se vyskytuje v polárních oblastech Země, je jedním z nejkrásnějších přírodních jevů. Podstata tohoto jevu spočívá ve skutečnosti, že sluneční vítr, který je vychýlen zemským magnetickým polem směrem k jeho pólům, koliduje s atomy plynů v zemské atmosféře. Při této srážce atom plynu prochází do excitovaného stavu a uvolňuje energii ve formě fotonu - částice, která nemá žádnou hmotnost a žádné náboje. Právě tyto fotony produkují účinek polární záře.
Čím hlouběji nabité částice slunečního větru pronikají do zemské atmosféry, tím častěji narážejí na atomy, protože při přiblížení k zemskému povrchu se koncentrace atomů plynu znatelně zvyšuje. Proto bude severní polární záře silnější a delší.
Barva polární záře závisí na dvou faktorech: výšce, ve které ke kolizi došlo; druh plynu, jehož atom se dostal do excitovaného stavu. Pokud je například barva červená nebo zelená, znamená to, že částice slunečního větru přišly do styku s atomy kyslíku. V souladu s tím červená barva znamená, že se to stalo ve vysoké nadmořské výšce (více než 200 kilometrů nad Zemí) a zelená - ve středních nadmořských výškách (od 100 do 200 kilometrů). Pokud je barva modrá nebo fialová, znamená to, že atomy dusíku vstoupily do vzrušeného stavu. Fotony vznikající při excitaci atomů jiných plynů jsou téměř nerozeznatelné, protože dusík a kyslík jsou nejhmotnější složkou zemské atmosféry.
Rozdíl v barvách produkovaných fotony excitovaných atomů kyslíku vysvětluje následující vzorec. Pokud kolidující atom kyslíku nekoliduje s jiným atomem kyslíku během jedné sekundy, bude emitovat zelený foton. Pokud k této kolizi nedojde do dvou celých minut, vydá červený foton. Ale v případě, že ke kolizi dojde rychleji než za sekundu, nevznikne vůbec žádný foton. Je snadné pochopit, že červená barva se projeví pouze ve výškách nad 200 kilometrů, kde je koncentrace atomů zanedbatelná a ke kolizím dochází jen zřídka. Ve výšce menší než 100 kilometrů ke kolizím dochází tak často, že vzrušený atom kyslíku nemá čas zůstat nedotčen ani na sekundu a nevznikne žádný foton.
Čím silnější jsou narušení sluneční atmosféry, tím silnější jsou toky slunečního větru. Proto, když se dozvíte o další sluneční erupci, musí být připraveni obyvatelé polárních oblastí na severní polokouli i zimovníci v Antarktidě: po chvíli uvidí obzvláště silnou a krásnou polární záři.
