Пока газ, заключенный в трубке, имел атмосферное давление, он не проводил электрического тока, никакого свечения в трубке не было. Но стоило только создать в трубке разрежение, как в ней от одного электрода к другому возникал поток быстро летящих электрически заряженных частиц, то есть начинал течь электрический ток, и в трубке возникало мерцающее свечение, похожее на то, что мы наблюдаем высоко в небе.

Ученые изменяли условия опыта. Заполняли трубки различными газами — азотом, водородом, неоном, аргоном... И в трубках возникало свечение разных цветов — желтое, красное, голубое...

Так были получены в лабораториях ученых маленькие искусственные полярные сияния. В электрической природе этого явления теперь уже можно было не сомневаться. Но' это были только первые шаги в тайну многоцветных призраков, играющих высоко в небе. Надо было найти ответ, какие частицы или лучи вызывают свечение воздуха в верхних слоях атмосферы. Кроме того, полярные сияния чаще всего наблюдают вблизи полюсов земли — Северного и Южного. Чем объяснить это?

Ученые уже давно обратили внимание на одно интересное обстоятельство :      полярные сияния

особенно часты и сильны в те годы, когда на Солнце наблюдается наибольшее число пятен.

А что такое солнечные пятна, вы помните? Это менее горячие участки видимой нами поверхности Солнца — фотосферы, имеющие вид своеобразных кратеров, вихревых «воронок». Размер их иногда в несколько раз превосходит поперечник Земли. Количество солнечных пятен и их размеры в разные годы различен.

Примерно через каждые одиннадцать лет число пятен на Солнце бывает наибольшим. Затем они постепенно пропадают, в годы минимума на Солнце месяцами не наблюдают ни одного пятна.

Свечение разреженного газа.

Светящиеся частицы.

Вот с этим далеким от Земли явлением и связано самым тесным образом полярное сияние. Установлен бесспорный факт: как только большое, пятно или группа пятен проходит вблизи центра солнечного диска, после этого почти всегда через 20—40 часов играют яркие сполохи.

Одновременно с этим на Земле разражается магнитная буря, когда резко ухудшается радиосвязь на коротких волнах, нарушаются правильные показания компаса, осложняется работа телеграфа и телефона.

Что же тут происходит?

Наше Солнце — раскаленный газовый шар громадных размеров. Это как бы гигантская печка, излучающая в пространство огромное количество тепла. Вместе с тем Солнце выбрасывает в мировое пространство потоки электрически заряженных частиц. Достигая верхних, разреженных слоев атмосферы Земли, эти потоки сталкиваются с частицами газов, входящих в состав воздуха (главным образом азота и кислорода), и приводят их, как говорят физики, в возбужденное состояние — атомы начинают испускать свет.

Так рождается полярное сияние. Происходит оно на высоте примерно от 80—100 до 900—1100 километров; бывает и выше.

Мысль о том, что наше Солнце излучает в мировое пространство потоки мельчайших частиц, заряженных электричеством, впервые была высказана учеными еще в 80-х годах XIX века. Вскоре после этого норвежский физик Биркеланд поставил интересный опыт. Он изготовил небольшой шар — подобие нашей Земли, который можно намагничивать. Сверху он был покрыт краской, светящейся от ударов электрически заряженных частиц — электронов и ионов. Затем ученый поместил шар в сосуд с разреженным воздухом и «обстрелял» его потоком заряженных частиц. Пока шар не был намагничен, поверхность полушария, обращенная к источнику летящих частиц, светилась вся равномерно. Как только шар намагничивали, свечение возникало у его магнитных полюсов.

Но почему мы наблюдаем это свечение у полюсов Земли?

Поговорим о другом природном явлении — магнетизме. Магнитная стрелка компаса указывает своими концами на юг и на север.