Mikor teljes kifejlődését eléri a fényjelenség, egyetlen pontból látszik sugárzódni, ilyenkor a legfenségesebb ez a természeti csoda. Az ég, a reszketve villódzó színes sugarakkal fénysátorként borul a megfigyelő fölé, amely lent a láthatár szélén kezdődik és egyre fényesedő színpompában nyúlik fel az égig.

A francia Baravals volt az első, aki 1838-ban, tehát 100 évvel ezelőtt, az északi fényt rendszeres kutatás tárgyává tette. Csak 1891-92 telén sikerült Brendelnek, az első fényképfelvételeket készíteni az északi-fényről. Ezek a fényképek aztán világosan megmutatták az északi fény szerkezetét.

Störmer oslói tanár pedig 1910-ben már sokszáz szép fényképfelvételt készített.

Störmer az északifény fotografálását annyira fejlesztette, hogy ezeknek a segítségével meg tudta határozni azt a magasságot, amelyben ez a fényjelenség lejátszódik. Két különböző helyről telefón összeköttetés segítségével egyszerre készített felvételeket és a lemezen láthatóvá vált csillagok, különböző helyzetének segítségével, fáradságot számításokkal, megkapta az északi fény magasságát.

Störmer 250 kilométer hosszú vonalon dolgozott felvételei alkalmával és úgy találta, hogy az északi fény rendesen 90-130 kilométer magasságban játszódik le, sokszor még magasabban, néha 750 kilométer magasságban is, ami már a légkör legszélső határát jelenti.

Ezekkel a magasságmérésekkel fektette le Störmer az északi fény magyarázatának első biztos alapját.

Birkeland tanár pedig már előbb kimutatta, hogy egy légüres térben felfüggesztett megmágnesezett golyón az északi fényhez hasonló jelenséget látunk, ha a mágneses golyóhoz egy elektromos vezeték negatív sarkat közelítjük.

Az ilyen légüres térbe vezetett negatív elektromos áram, az úgynevezett katód, parányi elektromos részecskéket lövel ki,, amelyeknek a nagysága úgy aránylik a homokszemekhez, mint a homokszem a Földgolyóhoz. Elképzelhetetlenül nagy, másodpercenkint 120 kilométer sebességgel lövelődnek ki ezek a parányi részecskék.

Birkeland kísérlete világosan mutatta, hogy a légüres térben felfüggesztett mágnesét golyó felülete a katódsugarakat ellöki magától, kivéve az északi és déli mágneses sarkot, ahol egy-egy keskeny gyenge fényű fényív keletkezik. A Földgolyó is egy nagy mágneses gömb s úgy tekinthető, hogy légüres térben lebeg.

Tudjuk, hogy a Nap katódsugarakat lövel ki magából s ezek az elektromos sugarak a földmágnesség következében jelentékeny eltéréseket szenvednek egyenesvonalú útjukban. Igy aztán minden valószínűség szerint ezek a Napból kilövelődő és egyenesvonalú haladásukból kitérített elektromos katódsugarak hozzák létre az északi fényt a földgolyó sarkain, a magas és rendkívül ritka légrétegekben.

Az északi fényt, gyenge fénye miatt eddig csak nagyon nehezen lehetett lefényképezni; a filmfelvételek pedig egyáltalán nem sikerültek, mert nem találtak megfelelő érzékenységű filmet és megfelelő lencséket. Míg végre az AEG-kutatólaboratóriumnak sikerült az első filmfelvételeket elkészíteni. A nyolctagból álló expedíció egész télen át, Európa legészakibb városában, Tromsőben tanulmányozta az északi fényt.

Aszronómus