Σκοτεινοί σχηματισμοί της φωτόσφαιρας. Εμφανίζουν ισχυρότατο, σε σχέση με το ηλιακό, μαγνητικό πεδίο και η θερμοκρασία τους είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία των περιοχών που τις περιβάλλουν. Το ισχυρό τους μαγνητικό πεδίο επηρεάζει έντονα τα ρεύματα μεταφοράς ηλιακής ύλης από το εσωτρικό του Ηλίου προς τη φωτόσφαιρα. Ο αριθμός των ηλιακών κηλίδων μεταβάλλεται περιοδικά με μέση περίοδο 11,2 έτη. Η περίοδος αυτή ονομάζεται ηλιακός κύκλος.

Η ζώνη μεταφοράς αρχίζει αμέσως μετά τη ζώνη ακτινοβολίας, όταν η θερμοκρασία της ηλιακής ή αστρικής ύλης πέσει στους 1.000.000 ^oΚ. Στην περιοχή αυτή, επειδή η ενέργεια των φωτονίων έχει ελαττωθεί σημαντικά, κυρίαρχος τρόπος διάδοσης της ενέργειας είναι τα ρεύματα μεταφοράς ύλης. Με το μηχανισμό αυτό η ενέργεια που είχε παραχθεί στον πυρήνα καταφέρνει να φτάσει τελικά στη φωτόσφαιρα και από εκεί να ακτινοβοληθεί στο διάστημα.

Φαινόμενο που παρατηρείται κατά την περιστροφή ενός ρευστού συμμετρικού σώματος. Περιοχές που βρίσκονται μακρύτερα από τον άξονα περιστροφής κινούνται με γωνιακές ταχύτητες μικρότερες από άλλες που βρίσκονται κοντά σε αυτόν.

Οι ηλιακές κηλίδες ανακαλύφθηκαν με το πρώτο τηλεσκόπιο από το Γαλιλαίο περίπου το 1613. Το 1843 ένας Γερμανός ερασιτέχνης αστρονόμος, ο Heinrich Schwabe, παρατήρησε την περιοδικότητα που εμφανίζουν.

Μέσα στον κύκλο αυτό, που είναι κατά προσέγγιση 11ετής -μεταξύ 9 και 12,5 χρόνια- όλα τα φαινόμενα που αναλύσαμε και είναι συνδεδεμένα με την ηλιακή δραστηριότητα μεταβάλλουν τα χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον έχει παρατηρηθεί ότι περίπου κάθε έντεκα χρόνια το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου αλλάζει προσανατολισμό.

Το φαινόμενο αυτό εξηγείται ικανοποιητικά από το μοντέλο της "ηλεκτρομαγνητικής γεννήτριας", που σε αδρές γραμμές μπορεί να περιγραφεί ως εξής:

Η ζώνη μεταφοράς του Ήλιου συμπεριφέρεται όπως ένα περιστρεφόμενο ρευστό. Αυτό έχει ως συνέπεια οι περιοχές του Ήλιου που βρίσκονται κοντά στους πόλους του να περιστρέφονται με διαφορετική περίοδο από τις περιοχές που βρίσκονται κοντά στον ισημερινό.

Ένα σημείο του ηλιακού ισημερινού εκτελεί μια πλήρη περιστροφή μέσα σε 25 ημέρες, ενώ ένα σημείο πολύ κοντά σε έναν από τους ηλιακούς πόλους σε 31.

Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται "διαφορική περιστροφή του Ήλιου". Λόγω λοιπόν της διαφορικής περιστροφής, οι δυναμικές γραμμές του ηλιακού μαγνητικού πεδίου περιπλέκονται μεταξύ τους, όπως τα νήματα που στρίβουμε για να φτιάξουμε ένα σκοινί (σχ. 4.17).

Σχήμα 4.17 H διαφορική περιστροφή του Ήλιου επιδρά στις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού του πεδίου.

Με τον τρόπο αυτό το μαγνητικό πεδίο γίνεται κατά τόπους πολύ ισχυρό. Αλληλεπιδρά έντονα με τα ανερχόμενα ρεύματα ιονισμένης ύλης και προκαλεί εντυπωσιακά φαινόμενα που παρατηρούνται στις περιοχές δράσης.

Ώστε ο Ήλιος, εξαιτίας της διαφορικής του περιστροφής και της ανοδικής κίνησης της ύλης στη ζώνη μεταφοράς, λειτουργεί κατά κάποιο τρόπο σαν μια ηλεκτρομαγνητική γεννήτρια.

Ωστόσο, πολλά ζητήματα παραμένουν ακόμα και μέχρι σήμερα ανοιχτά:

Για να απαντηθούν τα ερωτήματα αυτά, όπως και πολλά άλλα, χρειάζεται να γίνουν ακόμα πολλές συστηματικές παρατηρήσεις και μελέτες των κινήσεων της ύλης του Ήλιου, των μεταβολών του μαγνητικού του πεδίου, των επιφανειακών και ατμοσφαιρικών του σχηματισμών και βέβαια προσεκτική ανάλυση όλου του φάσματος της εκπεμπόμενης από αυτόν ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Εικόνα 4. 18 Εικόνα τεσσάρων διαφορετικών περιοχών του Ήλιου σε διαφορετικές περιοχές του Η/Μ φάσματος. άνω φωτόσφαιρα και κάτω χρωμόσφαιρα στέμμα άνω χρωμόσφαιρα και περιοχές δράσης

Πρόσφατα παρατηρησιακά δεδομένα από το δορυφόρο SMM -Solar Maximum Mission- έχουν συνεισφέρει σημαντικά στην πληρέστερη κατανόηση των μηχανισμών που κρύβονται πίσω από την ηλιακή δραστηριότητα. Μηχανισμοί που φαίνεται ότι είναι πολύ πιο σύνθετοι και περίπλοκοι από την αρχική εικόνα που είχε δημιουργηθεί, όταν οι επιστήμονες ξεκίνησαν να μελετούν συστηματικά τον Ήλιο.