От куда берется северное сияние, почему нет южного

Сияние не северное, а полярное. Т. е. южное сияние тоже есть и не хуже северного и не только на земле. А обусловлено оно тем что проникновение в верхние слои атмосферы планет заряженных частиц солнечного ветра определяется взаимодействием магнитного поля планеты с солнечным ветром. Набегающий поток плазмы солнечного ветра деформирует магнитосферу планеты и вследствие гидромагнитных неустойчивостей проникает в верхнюю атмосферу в районе её магнитных полюсов . Зоны проникновения при проекции на поверхность планеты имеют форму колец, окружающих её магнитные полюса (авроральных овалах) : именно в этих зонах и возникают полярные сияния.

При столкновении высокоэнергетических частиц солнечного ветра с верхней атмосферой происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.

Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200-400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. Кроме того, эти факторы обуславливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы, если смотреть с поверхности земли.