Norrskenet, eller Aurora Borealis, är glödande band, cirklar och strömmar av färgat ljus som ibland dyker upp på de nordliga breddgraderna. Det södra halvklotet har liknande ljusshower som kallas Aurora Australis eller södersken. Både norrsken och söderljus kallas gemensamt för Aurora Polaris. Ljusen kan spänna över det synliga, infraröda och ultravioletta spektrumet och variera i intensitet, varaktighet och omfattning. De kan pågå i några minuter eller hela natten; Norrsken kan också förekomma under dagen, men solljus gör dem osynliga.
Norrskenet orsakas av aktivitet på solen. Stark magnetisk aktivitet pågår ständigt på solens yta och elektroner och joner kastas hela tiden ut i rymden. Denna ”plasma”, som kallas solvinden, stöts ut i alla riktningar. Det är först när en stark solvind blåser i vår riktning som norrsken uppstår.
Eftersom elektroner och joner är laddade partiklar, påverkas de av jordens magnetfält, som sveper upp dem när de närmar sig och leder dem mot båda polerna. Partiklarna går i spiral längs magnetfältets ”kon” tills de träffar atmosfären, där de interagerar med atmosfäriska gaser för att orsaka ljus på himlen.
Ju starkare ”stormen” på solens yta, desto fler partiklar skjuts ut i rymden och potentiellt in i vår atmosfär. Ju fler partiklar, desto längre söderut når partiklarna innan de förbrukas i en reaktion med atmosfäriska gaser. Norrsken är synliga i Arktis och Antarktis varje natt när det är solstormar och ses rutinmässigt i nordliga länder med höga breddgrader. Ju längre söderut du kommer, desto mindre sannolikt är det att du ser norrsken, med flygbilden som bara syns vid ekvatorn en gång vartannat århundrade.
Norrskenets färger indikerar hur högt i atmosfären reaktionen äger rum. Röda lampor indikerar att partiklar reagerar på högre höjder än grönt, till exempel. Eftersom solvinden alltid badar jorden med partiklar, sker det alltid några övre atmosfäriska reaktioner. Det är bara när solvinden är särskilt intensiv som reaktionen är tillräckligt stark för att kunna ses med blotta ögat.