Le vent solaire interagît avec les molécules qui composent l'atmosphère, cela produit l'excitation de ces molécules. Cette excitation provient du choc entre les particules du vent solaire et des électrons appartenant aux molécules de notre atmosphère . Ce choc d'une énergie de l'ordre 10^(-15) Joule va déplacer les électrons sur des couches plus externes au noyau le rendant donc excité. Ces électrons vont chercher à se désexciter et retourner à leurs états fondamentaux  en émettant des rayonnements lumineux (voir ci-dessous). Seules les diffusions de Compton et RayLeigh diffusent ce rayonnement sous forme lumineuse : les aurores polaires.

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Les années pendant lesquelles l'activité solaire sont importantes favorisent l'observation des aurores.

 

Cependant, une gigantesque éruption solaire pourrait être à l'origine d'aurores polaires impressionnantes, mais elle pourrait aussi bien ne rien provoquer du tout.

De ce fait, on ne peut pas prévoir une aurore à l'avance.

De plus, un cycle de 11 ans a été remarqué durant lequel on peut observer des aurores polaires plus fréquemment et d'une plus forte intensité.

En effet la variation du nombre d'éruption solaire permet de définir un cycle solaire d'une période moyenne de 11,2 ans.

Cependant, certains mois sont plus propices aux aurores que d'autres : des statistiques montrent que les mois les plus favorables pour leurs observations sont de septembre à octobre et de février à mars.

Certaines années le nombre d'aurores polaires observées a été très élevé. C'est le cas par exemple de l'automne 2003.

La Terre a connu un orage magnétique important et des aurores polaires exceptionnelles.

Une hyperactivité du Soleil fut à l'origine de ces phénomènes. L'intensité du phénomène a été telle que des aurores polaires ont été perçues à des latitudes très basses comme en  Californie,  au Nouveau-Mexique et en  Belgique.

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