Северное сияние красного цвета возникает в результате взаимодействия солнечного ветра с атмосферой Земли. Ионизация и последующее свечение происходят благодаря взаимодействию заряженных частиц (электронов и протонов) с газами верхних слоев атмосферы. Цвет северного сияния зависит от того, какие газы и на каких высотах подвергаются возбуждению.

Для красного свечения северного сияния основным газом, отвечающим за этот эффект, является кислород.

Как это работает:
Ионизация и возбуждение атомов кислорода: Заряженные частицы солнечного ветра (электроны) сталкиваются с атомами кислорода в атмосфере. Эти столкновения передают энергию атомам кислорода, возбуждая их.

Релаксация и излучение фотонов: После возбуждения атомы кислорода возвращаются в свое основное энергетическое состояние. При этом они излучают фотоны, которые и создают видимое свечение. Красный цвет возникает при переходе атома кислорода с определенного уровня энергии на более низкий.

Высота свечения: Красное свечение кислорода наиболее часто наблюдается на больших высотах, примерно от 200 км и выше. На таких высотах плотность атмосферы достаточно низкая, что позволяет возбужденным атомам кислорода оставаться в возбужденном состоянии достаточно долго, чтобы излучать красный свет (636.4 нм и 630.0 нм).

Краткий ответ:
Ионизация кислорода на больших высотах (обычно выше 200 км) создает северное сияние красного цвета. Это свечение происходит, когда атомы кислорода, возбужденные заряженными частицами, возвращаются в свое основное состояние и излучают свет в красной части спектра.