خورشيد ستاره فعالي با چرخه مغناطيسي 22 ساله كه در 11 سال نخست تعداد لكه هاي خورشيدي در بالاي استواي خورشيد بيشتر و در 11 سال بعدي در پايين استوا قرار دارند . هر چه تعداد لكه ها بيشتر باشد فعاليتهاي خورشيدي بيشتر مي شود و ميدان مغناطيسي فوران شده نيز بيشتر است . در اين مناطق شدت ميدان مغناطيسي به حدي زياد است كه باعث مي شود خطوط ميدان به هم تنيده شوند . وقتي در اين ميدانها اتصال كوتاه برقرار شود ، زبانه هاي خورشيدي پرقدرت ، پروتونها و الكترونها را با سرعتي نزديك به سرعت نور شتاب مي دهند . در نتيجه ، فورانهاي اشعه x به فضا فرستاده مي شوند . اگر زمين سر راه اين فورانها قرار بگيرد ، لايه يونوسفر جو ، بي درنگ تاثير مي پذيرد و تعادل يوني آن به هم مي خورد . جو خورشيد ميلياردها تن پلاسما و مقادير عظيمي ميدان مغناطيسي به فضا مي فرستد كه فقط در چند روز به زمين مي رسند . هجوم ناگهاني اين ذرات باردار و ميدانهاي مغناطيسي ، باعث برانگيختگي كمربند مغناطيسي زمين و ايجاد طوفانهاي مغناطيسي و نورافشاني در قطبها مي شوند كه به شفق قطبي معروفند .

تاثير خورشيد بر فن آوري به قرن 19 بر مي گردد . جريان های الكتريكي كه طي طوفان هاي « زمين مغناطيسي » ايجاد مي شدند ، آن قدر قوي بودند كه ديگر تلگرافچي ها براي مخابره كردن سيگنال ها به باطري احتياج پيدا نمي كردند . خطوط انتقال نيــــــرو نيز رساناهاي بسيار خوبي براي جريان هاي الكتريكي بوجود آمده از طوفان هاي مغناطيسي زمين اند ، چرا كه خود حامل جريان برق هستند . مسئله اين است كه طوفان ها جريان مستقيم توليد مي كنند ولي خطوط انتقال حامل جريان متناوب اند . اين جريان هاي مستقيم ، موجب مي شوند سيم پيچ هاي مبدل ها (ترانس ها) داغ شوند و در نتيجه از كار بيفتند و خازن هايي به بار آورند .

هر چه به قطب شمال مغناطيسي زمين نزديكتر باشيم بيشتر مورد حمله جريان هاي الكتريكي قرار مي گيريم .

ذرات باردار پر انرژي بر روي صفحه هاي خورشيدي ماهواره ها هم اثر گذاشته و طول عمر آنها را كاهش مي دهند . الكترون هاي پر انرژي هم مي توانند با تغيير بيت هاي ديجيتالي در جريان ارسال اطلاعات ، نا هنجاري بوجود آورند . پس همانطور كه گفته شد سيل ذرات باردار پر انرژي از طوفان هاي خورشيدي به سوي زمين جريان مي يابد كه ممكن است بر ماهواره ها و دستگاه هاي روي زمين مثل ترانسفورماتورها اثر تخريبي داشته باشند .

پنجه خورشید در آسمان زمین

در شامگاه آغاز بهمن‌ماه، طوفانی از بادهای خورشیدی به میدان مغناطیسی زمین برخورد کرد و انفجاری از شفق‌های قطبی را در نوار قطب شمال زمین (که در تاریکی شش ماهه زمستانی به سر می‌برند) پدید آورد.

این رویداد، پایانی بر انتظار طولانی‌مدت برای آغاز شفق‌های امسال بود. دوره جدید چرخه 11 ساله فعالیت‌های مغناطیسی خورشیدی از اوایل دی‌ماه آغاز شد.

شفق قطبی وقتی اتفاق می‌افتد که ذرات باردار پرانرژی فوران یافته از خورشید که به بادهای خورشیدی مشهورند، به میدان مغناطیسی زمین برخورد کنند. این ذرات تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرند و به سمت قطب‌های مغناطیسی زمین منحرف می‌شوند.

در مسیر حرکت به‌سوی قطب‌های مغناطیسی که در نزدیکی قطب‌های جغرافیایی زمین واقعند؛ این ذرات آن‌قدر به سطح زمین نزدیک می‌شوند که با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند و آنها را به تابش وادار می‌کنند.

شفق‌های قطبی یکی از طبیعی‌ترین و زیباترین پدیده‌های جو زمین است. پدیده مزبور همانطور که گفته شد عبارت از ذرات بارداری هستند که از خورشید به سوی لایه‌های زیرین جو زمین سرازیر می‌شوند و روشنی‌هایی را که کلاً شفق‌های قطبی نام دارند پدید می‌آورند.
شفق قطبي يا نورهاي قطبي، به بهترين صورت از حدود عرض جغرافيايي دايره‌ي اقيانوس منجمد شمالي (يا منجمد جنوبي) ديده مي‌شود. نورهاي قطبي درست همانند تابش‌هاي رنگي در آسمان هستند. نورهاي قطبي در اثر الكترون‌هايي كه در طول خطوط نيروي ميدان مغناطيسي زمين حلقه مي‌زنند، به وجود مي‌آيند. اين حلقه‌هاي الكتروني وارد جو زمين مي‌شوند و باعث مي‌گردند كه گازهاي رقيقي كه در ارتفاعات بالاي جو قرار دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.
اين الكترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشيد مي‌رسند و تعداد آنها بستگي به فعاليت خود خورشيد دارد. وقتي كه سطح خورشيد خيلي فعال باشد، ما نورهاي قطبي بيشتري را مشاهده مي‌كنيم تا زماني كه خورشيد آرام‌تر است.
نور قطبي مي‌تواند شكل‌هاي مختلفي داشته باشد. بعضي وقت‌ها شبيه به پرده‌ي آويزان، يا نورهاي متحرك و يا پرتوهاي نور است. رنگ آن نيز تغيير مي‌كند ولي بيشتر مواقع داراي سايه‌ي سبز يا صورتي است.
شفق‌ها مانند پرده‌هايي عظيم به طول صدها كيلومتر از نورهاي رنگي هستند
در موارد نادر شفق قطبي ممكن است سراسر آسمان مرئي، از افق تا سمت الراس را بپوشاند.

شكل شفق قطبي سخت متاثر از ميدان مغناطيسي زمين است، امتداد حركت ذرات خورشيدي
را، در چندين هراز كيلومتر آخر، ميدان مغناطيسي زمين هدايت مي‌كند.
 



طیف رنگ‌های موجود در شفق‌های قطبی
نیتروژن حجم عمده‌ای از گازهای موجود در جو زمین می‌باشد. اکسیژن، هیدروژن و هلیوم نیز با درصدهای متفاوتی در جو زمین وجود دارند. علت تغییر رنگ «شفق‌های قطبی» بستگی به گازی دارد که ذرات باردار «باد خورشیدی» به آنها برخورد می‌کنند و آن‌ها را وادار به تابش فوتون می‌کنند. در «شفق‌های قطبی» نیز ذرات باردار «باد خورشیدی»، عناصر موجود در جو زمین را برانگیخته می‌کنند و هر کدام از عناصر بنا به ماهیت خود طول موجی از خود تابش می‌کنند، که دارای رنگ‌های مختلفی است.
 

شفق قطبی بر فراز آلاسکا

 
شفق قطبی بر آسمان کلرادو

 
شفق قطبي بر روي برج مخابراتي

 
شفق قطبی بر روی ابر ها

 
آتشفشان و شفق قطبی در ایسلند

 

شفق قطبی در منطقه آلاسکا