La Terre est entourée de zones, appelées « ceintures de Van Allen » , où des particules chargées,
de haute énergie, souvent émise lors d'éruption solaire , sont piégées par le champ magnétique terrestre. Dans ces zones, les trajectoires
des particules s’enroulent autour des lignes de champ terrestre. Leur mouvement est dictée par la force de Lorentz. Au fur et à mesure que les particules
se rapprochent des pôles magnétiques de la terre, les trajectoires se resserrent et la composante
longitudinale de la vitesse des particules le long des lignes de champ diminue.
Ces particules chargées oscillent ainsi entre deux points appelés
points miroirs le long d’ovales centrés autour du pôle magnétique, à environ 20° de latitude. Elles entrent ensuite en collision avec le gaz atmosphérique, ce qui provoque une excitation des atomes et molécules de ce gaz. L’émission lumineuse que l’on voit dans une aurore polaire vient de la relaxation du gaz atmosphérique après cette excitation.
