شفق قطبی که به عنوان شفق شمالی نیز شناخته می شود و همچنین در ادبیات داستانی بارها به عنوان اشباح تاریکی از آن‌ها نامی آورده شده‌است، یک پدیده جوی است که در اثر فعالیت بر روی سطح خورشید ایجاد می شود؛ هنگامی که طوفان های خورشیدی در سطح خورشید ما رخ می دهد، ابرهای عظیمی از ذرات باردار الکتریکی به فضا فرستاده می شوند که بیش از میلیون ها مایل امتداد دارند. برخی از این ذرات باردار در نهایت با سیاره ما برخورد می کنند.

اکثر آنها توسط سپر مغناطیسی قوی که زمین را احاطه کرده است منحرف می شوند، اما برخی در نهایت توسط میدان مغناطیسی سیاره جذب می شوند و به سمت قطب شمال و قطب جنوب حرکت می کنند. سپس این ذرات با اتم ها و مولکول های جو برخورد می کنند و آنها را گرم می کنند که در نهایت باعث درخشش آنها می شود. به عبارت دیگر، شفق زمانی اتفاق می‌افتد که اتم‌ها و مولکول‌های موجود در جو خودمان به ذرات خورشید برخورد می‌کنند.

برت کارتر، دانشیار علوم فضایی در دانشگاه RMIT استرالیا، قبلاً به نیوزویک گفته بود که رنگ‌های شفق از گازهای مختلفی ناشی می‌شود که جو ما را تشکیل می‌دهند. شفق قطبی در طوفان های شدید خورشیدی به وضوح قابل مشاهده است.