極光出現在地球高磁緯度地區，是壹種罕見的自然景觀。極光不僅出現在地球上，在太陽系其他有磁場的星球上也有。那麽極光是如何形成的呢？
在地球南北極附近的高海拔地區，晚上經常會出現壹種奇怪的光。它五顏六色:紫色、玫瑰色、橙色、白色和藍色。
它的形狀也千差萬別:有的像飄帶在空中飛舞，有的像跳動的火焰，有的像窗簾，有的像柔軟的絲綢，有的像巨大的雨傘。這種“火樹銀花不眠不休”的大自然景象，就是極光。
早期觀點
1，本傑明·富蘭克林的理論:神奇的北極光是由極地厚厚的帶電粒子和強烈的積雪及其他濕氣造成的。
2.極光的電子來自太陽發出的光束。這是Christian Berklein在1900中提出的。她在實驗室中使用真空室和磁化地球模型來展示電子是如何被引導到極地區域的。這個模型的問題包括極地地區缺乏極光，負電荷本身散射這些光束，以及太空中缺乏任何觀測證據。
3.破桶理論:極光是溢出輻射帶，最早是由詹姆斯·範·艾倫和他的工作夥伴在大約1962年提出的。他們指出，在輻射區獲得的巨大能量很快就會在極光的擴散中耗盡。不久之後，很明顯，輻射帶中俘獲的所有正電荷離子都是高能，而極光中的電子幾乎都是低能。
4.極光是由太陽風中的粒子被地球的磁力線引導到大氣層頂部造成的。這適用於極光的尖端，但在尖端之外，太陽風沒有直接影響。另壹方面，太陽風的能量主要停留在帶正電的離子中，電子只有0.5eV，但在尖點會上升到50 ~ 100 EV，仍然遠遠低於極光的能量。
現代觀點
極光是圍繞地球的大規模放電過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近，地球磁場迫使其中壹些粒子沿著磁力線向北極和南極集中。當它們進入極地高層大氣時，與大氣中的原子和分子發生碰撞和激發，產生光，形成極光。
根據美國國家航空航天局“西彌斯任務”傳回的數據，科學家發現太陽釋放的帶電粒子像氣流壹樣飛向地球，當它們撞擊北極上空的磁場時，形成了壹些扭曲的磁場。
帶電粒子的能量以明亮耀眼的北極光的形式在瞬間釋放出來，而地球極光之所以以紅色和綠色為主，是因為熱層結中的氮原子和氧原子被電子擊碎，分別發出紅色和綠色的光。
這項研究由加州大學洛杉磯分校的Angie Polos進行，其結果發表在2007年2月9日的美國地球物理學聯合會學術會議上。
2007年2月，史密森尼任務的五個衛星組成功發射。三月份，北極光在阿拉斯加和加拿大上空出現了兩個小時。同時，衛星還探測到帶電粒子與北極磁場接觸。
令Angelopoulos驚訝的是，帶電粒子與磁場接觸形成的磁暴以每分鐘650公裏的速度席卷空氣，其威力相當於裏氏5.5級的地震。
科學家長期以來壹直懷疑北極光的能量來自帶電粒子與北極磁場接觸產生的扭曲磁場，但這壹理論直到2010年5月才得到證實，當時Semis任務的衛星組首次從地球上空6萬多公裏處測量到扭曲磁場的結構。
極光是圍繞地球的大規模放電過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近，地球磁場迫使其中壹些粒子沿著磁力線向北極和南極集中。
在北半球觀測到的極光稱為北極光，在南半球觀測到的極光稱為南光。經常出現在南北緯67度附近的兩個帶狀區域。阿拉斯加的費爾班克斯壹年有超過200天的極光，因此被稱為“北極光之都”。
地球磁層的磁力線將太陽風的能量帶入地球內部，進而推動地磁場的形成。在這個磁層磁力線閉合回路中，不僅有地球內部的導體，還有大氣中電離層的弱導體。
太陽風強時，磁通量能量與地球內部的磁抗相遇，大量能量無法消耗，於是在電離層形成極光。
最近，因為新的衛星技術，日本科學家首次直接觀測到了沈降到地球大氣層中的帶電粒子的合成波散射電子。沈積的電子流強到足以產生脈動極光。