Cực quang là hiện tượng quang học có đặc trưng là những dải sáng nhiều hình thù khác nhau nhưng chuyển động và thay đổi liên tục, trông như những dải lụa trên bầu trời.
>>> Ngắm cực quang huyền ảo trên trái đất từ vũ trụ
Cực quang là hiện tượng quang học, với đặc trưng là sự xuất hiện của ánh sáng nhiều màu sắc trên bầu trời vào ban đêm. Hiện tượng này sinh ra các dải sáng liên tục chuyển động và thay đổi.
Cực quang xuất hiện ở bắc bán cầu Trái Đất được gọi là bắc cực quang, hay ánh sáng bắc cực và gọi là nam cực quang khi được quan sát trên bầu trời ở khu vực nam bán cầu. Trong ảnh là hiện tượng cực quang được quan sát từ Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS ngày 2/9.
Năm 1621, một nhà khoa học người Pháp có tên Pierre Gassendi đã nhìn thấy những luồng ánh sáng từ phương bắc và đặt tên là Aurora, theo tên của một vị thần Hy Lạp. Từ "borealis" được đặt theo tên của thần gió phương bắc là Boreas. Nam cực quang ở bán cầu nam được gọi là aurora australis. Các dải sáng liên tục như dải lụa màu trên bầu trời trên thực tế được sinh ra từ hàng triệu vụ nổ năng lượng từ tính.
Ánh sáng của cực quang được sinh ra từ quá trình tương tác giữa các hạt năng lượng Mặt Trời và tầng khí quyển Trái Đất. Năng lượng từ các vụ va chạm tạo ra các hạt ánh sáng và khiến các hạt phát sáng.
Ánh sáng cực quang xuất hiện thường xuyên nhất vào khoảng từ tháng 9, tháng 10, sau đó được quan sát trở lại trong khoảng tháng 3, tháng 4. Cực quang đôi khi cũng có thể xuất hiện vào mùa đông. Khi bóng tối bao phủ bầu trời, ánh sáng cực quang trở nên sáng hơn và có thể được nhìn thấy lâu hơn.
Để nghiên cứu và đánh giá cực quang, Cơ quan Vũ trụ Hàng không Mỹ (NASA) đã xây dựng 20 đài quan sát trên mặt đất ở Alaska và Canada. Mỗi trạm nghiên cứu được trang bị một máy ảnh kỹ thật số với ống kính mắt cá, chụp ảnh cực quang ba giây một lần. Từ kế được lắp đặt để ghi lại những thay đổi của từ trường Trái Đất. Trong ảnh là bản mô phỏng bề mặt bao phủ các địa điểm đặt trạm quan sát.
Hình dạng của cực quang có thể thay đổi theo nhiều hình thái khác nhau, như đường ánh sáng mờ, các đường vòng cung, xoáy tròn hay vệt dài trên bầu trời, thay đổi và di chuyển liên tục. Hiện tượng cực quang không ảnh hưởng đến sự sống trên Trái Đất, tuy nhiên có thể gây gián đoạn hoạt động cung cấp điện, dẫn truyền thông tin liên lạc bằng vệ tinh hay chương trình truyền hình, phát thanh.
Các vụ va chạm trên bầu trời càng xảy ra ở vị trí cao, thì màu sắc ánh sáng cực quang càng mạnh. Hầu hết cực quang xuất hiện ở độ cao từ 100-900km so với bề mặt Trái Đất. Màu sắc phổ biến nhất của cực quang là màu xanh, trường hợp xuất hiện ở tầng khí quyển cao hơn sẽ sinh ánh sáng đỏ và tím. Các loại khí trong khí quyển như hydro, oxy..., tương tác với hạt Mặt Trời, cũng đóng vai trò trong việc hình thành màu sắc cực quang.
Cực quang có màu xanh lá cây rực rỡ ở vùng hoang dã Alaska.
Trong các cơn bão từ sinh ra từ hoạt động của Mặt Trời, cực quang có thể thay đổi từ vùng cực về phía xích đạo, vì hiện tượng phun trào từ Mặt Trời ảnh hưởng đến từ trường của Trái Đất. Khi điều này xảy ra, người quan sát có thể nhìn thấy bắc cực quang như trong ảnh.