Какова причина возникновения северного сияния?

Причина во взаимодействии заряженных частиц т.н. "солнечного ветра" с атмосферой нашей планеты. Дело в том, что естественным экраном для заряженных космических частиц служит магнитное поле Земли. На полюсах структура силовых линий магнитного поля такова, что заряженные частицы могут достигать самые внешние разряженные слои атмосферы. При взаимодействии с атомами/молекулами атмосферных газов космическое излучение приводит их в возбужденное состояние, переход из которого обратно в исходное состояние сопровождается испусканием кванта света, что мы и наблюдаем в виде "северного сияния". При особенно сильных выбросах солнечного вещества заряженные частицы могут проникать в атмосферу на широтах Скандинавии и Петербурга. Иногда северное сияние наблюдается даже на широте Москвы.