Les aurores se forment lorsque des particules chargées émises par le soleil frappent le champ magnétique terrestre et les atomes de l'atmosphère. Cette interaction amène les gaz dans l'atmosphère à émettre des photons de différentes énergies, qui peuvent être vus de la Terre comme de la lumière.
Le soleil émet un flux constant de particules chargées dans toutes les directions, cependant, lors d'une éruption solaire, la concentration de particules augmente. Lorsque ces particules chargées frappent les pôles magnétiques de la Terre, elles suivent le chemin des lignes de champ magnétique de la Terre. Les aurores se produisent près des pôles nord et sud de la planète parce que les lignes de champ magnétique sont plus concentrées près des pôles magnétiques de la Terre dans les cercles arctique et antarctique. Ces particules chargées frappent les atomes d'azote et d'oxygène dans l'atmosphère à différentes altitudes. Selon les atomes qu'elles frappent et l'altitude, les couleurs des aurores changent.
Par exemple, jusqu'à 150 miles d'altitude de la surface de la Terre, lorsque des particules chargées frappent de l'oxygène, elles créent une lumière de couleur rouge, mais au-dessus de 150 miles, elles émettent une lumière de couleur verte à la place. L'azote, en revanche, crée une lumière de couleur bleue lorsqu'il est en dessous de 60 miles et violet lorsqu'il est au-dessus.
