على الرغم من هدوء الشمس نسبة للنجوم من حيث ثبات لمعانها ومعدل الطاقة الصادرة منها، إلا أنها في الواقع تمر في فترات زمنية محددة تزداد فيها النشاطات المغناطيسية عن الوضع المألوف أو العادي لها، فتظهر مع هذه النشاطات المغناطيسية البقع الشمسية والشواظ الشمسي والعواصف المغناطيسية الشمسية وغيرها.

1- البقع الشمسية Sun Spots :

لاحظ الإنسان منذ القدم ظهور بقع داكنة على سطح الشمس عند شروقها أو غروبها خاصة عندما يزداد حجم هذه البقع في بعض الأحيان حتى ترى بالعين المجردة، واعتقد القدماء أن هذه البقع الداكنة ربما تكون كواكب سيارة صغيرة الحجم تدور حول الشمس. وفي عام 1610م استطاع غاليليو الإيطالي مشاهدة عدد كبير من البقع القاتمة على سطح الشمس من خلال عدسة التلسكوب، وعرف أن هذه البقع الداكنة لا بد أن تكون ظواهر معينة على سطح الشمس.

كما استطاع غاليليو أن يحدد مدة دوران الشمس حول نفسها من خلال حركة البقع الشمسية فوجدها 27 يوماً، إضافة لذلك لاحظ غاليليو أن عدد البقع الشمسية متذبذب فيزداد في بعض الأحيان حتى يصل إلى أعلى حد له، ثم يقل عدد هذه البقع ويصغر حجمها حتى لا ترى سوى بالمراقب الكبيرة، وفي عام 1864، اكتشف هاوي الفلك الألماني (هنريش شفابه) أن عدد البقع الشمسية يزداد خلال مدة زمنية تصل إلى 11 سنة عن المعدل وسماها "الدورة الشمسيه" sun cycle لكن لم تظهر هذه النظرية سوى سنة 1871م عندما ذكرها (بارون همبولدت) في كتابه "الكون".

وكان أول من درس البقع الشمسية وتابع حركتها بشكل جاد هو البريطاني (ريتشارد كارينجتون) عام 1863م، ولاحظ أن دوران الشمس حول نفسها مختلف من مكان لأخر على سطح الشمس، إذ لاحظ أن البقع الشمسية القريبة من قطبي الشمس تدور بسرعة أبطأ من سرعة دوران البقع الشمسية القريبة من خط الاستواء، وهذا يدل على أن الشمس كرة من الغاز وليست صلبة كما هو حال الكواكب السيارة .

كما وجد أن البقع الشمسية تظهر خلال بداية الدورة الشمسية عند خطي عرض 20-30 درجة عند نصفي قرص الشمس الشمالي والجنوبي، ثم تهبط هذه البقع في حركتها حتى تصبح قريبة من خط الاستواء، لكن في هذه الحالة يصغر حجم البقع الشمسية ويزداد عددها أيضاً.

حاول العلماء تفسير أسباب ظهور البقع الشمسية على سطح الشمس حيث قال البعض أن هذه البقع عبارة عن عواصف تحدث على سطح الشمس، وهي بذلك تشبه السحب حول الرياح والعواصف القوية، وفريق أخر من العلماء قال إنها التفاف خطوط القوى المغناطيسية عند خط الاستواء نتيجة سرعة دوران الشمس حول نفسها نسبة لحجمها الضخم.

لكن التفسير الأكثر قبولاً في الفلك الحديث، هو أن البقع الشمسية أماكن تأثرت بالمجالات المغناطيسية القوية الموجودة في الشمس، والتي تعمل بدورها على منع وصول الطاقة إلى سطح الشمس وإعاقة حركتها، لذلك لا تصل الطاقة إلى هذه الأماكن فتقل درجة حرارة مناطق السطح من 5500 درجة مئوية إلى حوالي 4000 درجة مئوية.

ونتيجة لهذا الفارق في درجة الحرارة تبدو هذه المناطق قاتمة اللون و هي التي نسميها البقع الشمسية، لكن في حقيقة الأمر أن البقع الشمسية لامعة جداً، فلو وضعنا بقعة شمسية لوحدها في الفضاء لوجدنا أن لمعانها يفوق لمعان القمر البدر مئات المرات, ويمكن الاستدلال على نشاطات الشمس المغناطيسية من خلال عدد البقع الشمسية الظاهرة على سطح الشمس وحجمها، وتتسع بعض البقع الشمسية عند ظهورها الضخم لحوالي 12 كرة أرضية دفعة واحدة.

2- البقع الضوئية Plages :

تظهر حول البقع الشمسية بقع ضوئية لامعة، ويزداد عدد هذه البقع مع ازدياد الهياج الشمسي، ويتوقع أن تكون هذه البقع عبارة عن غازات ساخنة.

3- ألسنة اللهبFlares :

أثناء النشاطات الشمسية تندفع نحو الفضاء ألسنة ضخمة من اللهب وتصل إلى ارتفاعات عالية تقدر بحوالي 350 ألف كلم عن سطح الشمس، وقد تصل إلى أبعد من ذلك كما حصل سنة 1919م حين وصل ارتفاع ألسنة اللهب إلى حوالي 565000 كيلومتراً. وتحتاج ألسنة اللهب للوصول إلى أعلى ارتفاع لها عن سطح الشمس حوالي 30 دقيقة، و تستمر لبضع دقائق وتختفي من جديد وبعضها يأخذ شكلاً عمودياً وبعضها الأخر يكون منحنياً.

4- الشواظ الشمسيProminence :

ويظهر الشواظ على شكل كتل غازية قذفت عن سطح الشمس لمسافة تصل إلى حوالي نصف مليون كلم، ويذهب بعضها نحو الفضاء ويعود بعضها إلى الشمس على شكل كتل متوهجة.

5- الشعلاتFilaments :

وهي عبارة عن خطوط داكنة تظهر عند تصوير الطبقة الملونة (الكروموسفير)، والشعلات عبارة عن غازات باردة نسبياً وكثيفة بالنسبة للغازات الساخنة المجاورة، لذلك تظهر داكنة اللون.