Ήλιος (δομή)

Πυρήνας Ήλιου

O πυρήνας βρίσκεται στο κέντρο της ηλιακής σφαίρας και έχει διάμετρο περίπου 175.000 χλμ. (0,25 ηλιακές ακτίνες). Υπολογίζεται ότι στην περιοχή του κέντρου του η πυκνότητα της ηλιακής ύλης είναι 70 με 150 φορές μεγαλύτερη του ύδατος ενώ η πίεση φθάνει τις 2 Χ 10¹¹ ατμόσφαιρες (atm). Κάτω από τέτοιες συνθήκες και με θερμοκρασία 13,6 Χ 10⁶ βαθμούς, τα άτομα των στοιχείων βρίσκονται σε ιονισμένη κατάσταση και τόσο συμπιεσμένα, ώστε η ύλη του ηλιακού πυρήνα αν και αεριώδης είναι περισσότερο συνεκτική και από τα στερεά. Φυσικό επόμενο λοιπόν και η ακτινοβολία των εσωτερικών στρωμάτων του πυρήνα να προκαλεί πίεση στα υπερκείμενα στρώματα.

Οι πρόσφατες αναλύσεις των δεδομένων της αποστολής SOHO ευνοούν ταχύτερους ρυθμούς περιστροφής του πυρήνα σε σχέση με το υπόλοιπο της ζώνης ακτινοβολίας. Κατά τη διάρκεια του μεγαλύτερου μέρους της ζωής του Ήλιου, η ενέργεια παράγεται από την πυρηνική σύντηξη μέσω μιας σειράς βημάτων που ονομάζεται p-p αλυσίδα (πρωτονίων-πρωτονίων). Αυτή η διαδικασία μετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο. Λιγότερο από το 2% του ηλίου που δημιουργούνται στον ήλιο προέρχεται από τον κύκλο CNO.

Ο πυρήνας είναι η μόνη περιοχή στον ήλιο που παράγει σημαντική ποσότητα της θερμικής ενέργειας μέσω της σύντηξης: μέσα το 24% της ακτίνας του Ήλιου, παράγεται το 99% της ισχύος, και στο 30% της ακτίνας, η σύντηξη έχει σταματήσει σχεδόν πλήρως. Το υπόλοιπο του άστρου θερμαίνεται από την ενέργεια που μεταφέρεται προς τα έξω από τον πυρήνα και τα στρώματα λίγο έξω. Η ενέργεια που παράγεται από τη σύντηξη του πυρήνα πρέπει στη συνέχεια να ταξιδεύσει μέσω πολλών διαδοχικών στρωμάτων στην ηλιακή φωτόσφαιρα πριν διαφύγει στο διάστημα, όπως το φως του ήλιου ή η κινητική ενέργεια των σωματιδίων.

Η αλυσίδα πρωτονίου-πρωτονίου συμβαίνει γύρω στις 9,2 × 10³⁷ φορές κάθε δευτερόλεπτο μέσα στον πυρήνα του Ήλιου. Δεδομένου ότι αυτή η αντίδραση χρησιμοποιεί τέσσερα ελεύθερα πρωτόνια (πυρήνες υδρογόνου), μετατρέπει σε περίπου 3,7 × 10³⁸ πρωτόνια σε σωματίδια άλφα (πυρήνες ηλίου) κάθε δευτερόλεπτο (επί συνόλου του ~ 8,9 × 10⁵⁶ ελεύθερων πρωτονίων στον Ήλιο), ή περίπου 6,2 × 10¹¹ kg ανά δευτερόλεπτο. Αφού η σύντηξη του υδρογόνου σε ήλιο απελευθερώνει περίπου 0,7% της μάζας σε ενέργεια, ο Ήλιος απελευθερώνει ενέργεια που έχει τιμή μετατροπής μάζας-ενέργειας 4,26 εκατομμύρια μετρικούς τόνους ανά δευτερόλεπτο, 384,6 yottawatts (3.846 × 1026 W), ή 9.192 × 10¹⁰ μεγατόνους TNT ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η μάζα δεν καταστρέφεται για να δημιουργήσει την ενέργεια, αλλά, η μάζα είναι που μεταφέρεται ως ακτινοβολούμενη ενέργεια, όπως περιγράφεται από την ισοδυναμία της μάζας-ενέργειας.

Η παραγωγή ενέργειας από σύντηξη στον πυρήνα ποικίλλει ανάλογα με την απόσταση από το ηλιακό κέντρο. Στο κέντρο του Ήλιου, θεωρητικά μοντέλα εκτιμούν ότι είναι περίπου 276,5 watts/m3, πυκνότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που προσεγγίζει περισσότερο το μεταβολισμό ερπετού παρά μια θερμοπυρηνική βόμβα. Η κορυφή παραγωγής ενέργειας στον Ήλιο έχει συγκριθεί με την ογκομετρική θερμότητα που παράγεται σε μια ενεργή σωρό κομπόστ. Η τεράστια ισχύς του Ήλιου δεν οφείλεται στην υψηλή ισχύ της κατ 'όγκο, αλλά, αντίθετα, λόγω του μεγάλου μεγέθους του.

Το ποσοστό σύντηξης στον πυρήνα βρίσκεται σε μια αυτο-διορθούμενη ισορροπία: ένα ελαφρώς υψηλότερο ποσοστό της σύντηξης θα μπορούσε να προκαλέσει τον πυρήνα να ζεσταθεί περισσότερο και να διευρυνθεί ελαφρώς κατά το βάρος των εξωτερικών στρωμάτων, μειώνοντας το ποσοστό της σύντηξης και διορθώνοντας την διαταραχής. Και ελαφρώς χαμηλότερο ποσοστό θα μπορούσε να προκαλέσει τον πυρήνα να κρυώσει και να συρρικνωθεί ελαφρώς, προκαλώντας την αύξηση του ποσοστού της σύντηξης και πάλι να καταλήξουν στο τρέχον επίπεδο.

Οι ακτίνες γάμμα (υψηλής ενέργειας φωτόνια) που απελευθερώνονται στις αντιδράσεις σύντηξης απορροφώνται σε μόλις λίγα χιλιοστά του ηλιακού πλάσματος και στη συνέχεια εκ νέου εκπέμπονται και πάλι σε τυχαία κατεύθυνση και σε ελαφρώς χαμηλότερη ενέργεια. Ως εκ τούτου, χρειάζεται πολύς χρόνος για την ακτινοβολία να φτάσει την επιφάνεια του Ήλιου. Οι εκτιμήσεις της διάρκειας του ταξιδιού του φωτονίου κυμαίνονται μεταξύ 10.000 και 170.000 ετών. Δεδομένου ότι η μεταφορά της ενέργειας στον Ήλιο είναι μια διαδικασία η οποία περιλαμβάνει τα φωτόνια σε θερμοδυναμική ισορροπία με την ύλη, η κλίμακα του χρόνου μεταφοράς ενέργειας από τον Ήλιο είναι μεγαλύτερη, της τάξης των 30.000.000 χρόνια. Αυτή είναι η χρονική περίοδος που θα χρειαζόταν ο Ήλιος να επιστρέψει σε ένα σταθερό καθεστώς, εάν το ποσοστό παραγωγής ενέργειας στον πυρήνα του ξαφνικά αλλάξει.

Μετά από ένα τελικό ταξίδι μέσω του εξωτερικού στρώματος συναγωγής για τη διαφανή επιφάνεια της φωτόσφαιρα, τα φωτόνια διαφεύγουν ως ορατό φως. Κάθε ακτίνων γάμμα στον πυρήνα του Ήλιου μετατρέπεται σε αρκετά εκατομμύρια φωτόνια του ορατού φωτός πριν δραπετεύσει στο διάστημα. Τα νετρίνα, που επίσης απελευθερώνονται από τις αντιδράσεις σύντηξης στον πυρήνα, αλλά σε αντίθεση με τα φωτόνια, σπάνια αλληλεπιδρούν με την ύλη, και γι'αυτό το λόγο σχεδόν όλα είναι σε θέση να δραπετεύσουν από τον Ήλιο αμέσως. Για πολλά χρόνια μετρήσεις του αριθμού των νετρίνων που παράγονται στον Ήλιο ήταν χαμηλότερες απ'ότι οι θεωρίες προβλέπουν κατά έναν παράγοντα 3. Η διαφορά αυτή επιλύθηκε το 2001 με την ανακάλυψη των επιπτώσεων της ταλάντωση των νετρίνων: Ο ήλιος εκπέμπει τον αριθμός των νετρίνων που προβλέπεται από τη θεωρία, αλλά από τους ανιχνευτές νετρίνων έλειπαν δύο τρίτα από αυτά, επειδή τα νετρίνα είχαν αλλάξει «γεύση» από τη στιγμή που εντοπίστηκαν.

Ζώνη ακτινοβολίας

Από περίπου 0,25 σε περίπου 0,7 ηλιακές ακτίνες, το ηλιακό υλικό είναι καυτό και πυκνό αρκετά ώστε η θερμική ακτινοβολία να είναι επαρκής για να μεταφέρει την έντονη θερμότητα του πυρήνα προς τα έξω. Η ζώνη αυτή είναι χωρίς θερμική συναγωγή. Ενώ το υλικό γίνεται ψυχρότερο από τους 7 σε περίπου 2 εκατομμύρια βαθμούς Κέλβιν με την αύξηση του υψομέτρου, αυτή η διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι μικρότερη από την αξία της αδιαβατικής θερμοβαθμίδας και ως εκ τούτου δεν μπορεί να οδηγήσει σε συναγωγή. Η ενέργεια μεταφέρεται που από την ακτινοβολία: τα ιόντα υδρογόνου και ηλίου εκπέμπουν φωτόνια, τα οποία φτάνουν μόνο σε μικρή απόσταση πριν απορροφηθούν από άλλα ιόντα. Η πυκνότητα πέφτει εκατό φορές (από 20 g/cm3 σε μόνο 0,2 g/cm3) από τη βάση προς την κορυφή της ζώνης της ακτινοβολίας.

Η ζώνη ακτινοβολίας και τη συναγωγή σχηματίζουν ένα στρώμα-μετάβαση, το tachocline (από τις λέξεις ταχύτητα και κλίση). Αυτό είναι μια περιοχή όπου η απότομη αλλαγή καθεστώτος μεταξύ της ακτινοβολούσας ζώνης με ενιαία περιστροφή και η της ζώνης συναγωγής θερμότητας με διαφορική περιστροφή καταλήγει σε ένα μεγάλο ψαλίδι-μια κατάσταση όπου διαδοχικά οριζόντια στρώματα περνούν το ένα το άλλο. Οι κινήσεις του υγρού που βρέθηκαν στη ζώνη συναγωγής παραπάνω, σιγά-σιγά εξαφανίζονται από την κορυφή του αυτού του στρώματος προς τα κάτω, ταιριάζοντας με τα ήρεμα χαρακτηριστικά της ακτινοβολούσας ζώνης στο κάτω μέρος. Προς το παρόν, αυτό είναι η υπόθεση ότι ένα μαγνητικό δυναμό σε αυτό το στρώμα δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο του ήλιου.

Ζώνη μεταφοράς

Στο εξωτερικό στρώμα του Ήλιου, από την επιφάνειά του μέχρι περίπου 200.000 χλμ. (ή το 70% της ηλιακής ακτίνας), το ηλιακό πλάσμα δεν είναι αρκετά πυκνό ή αρκετά θερμό ώστε να μεταφερθεί η θερμική ενέργεια από το εσωτερικό προς τα έξω με την ακτινοβολία. Με άλλα λόγια, είναι αρκετά αδιαφανές. Ως αποτέλεσμα, η θερμική συναγωγή λαμβάνει χώρα με θερμικές στήλες που μεταφέρουν καυτό υλικό στην επιφάνεια (φωτόσφαιρα), του Ήλιου. Μόλις το υλικό ψυχθεί στην επιφάνεια, βουτάει προς τα κάτω στη βάση της ζώνης συναγωγής, για να λάβει περισσότερη θερμότητα από την κορυφή της ζώνης ακτινοβολίας. Κατά την ορατή επιφάνεια του ήλιου, η θερμοκρασία έχει πέσει σε 5.700 Κ και η πυκνότητα σε μόλις 0,2 g/m3 (περίπου το 1 / 6,000th της πυκνότητας του αέρα στο επίπεδο της θάλασσας).

Οι θερμικές στήλες στη ζώνη συναγωγής θερμότητας δημιουργούν ένα αποτύπωμα στην επιφάνεια του Ήλιου, ως ηλιακή κοκκίδωση και υπερκοκκίδωση. Η πολυτάραχη συναγωγή αυτού του εξωτερικού τμήματος του ηλιακού εσωτερικού προκαλεί ένα «μικρής κλίμακας» δυναμό που παράγει βόρειους και νότιους μαγνητικούς πόλους σε όλη την επιφάνεια του Ήλιου. Οι θερμικές στήλες του ήλιου είναι κύτταρα Μπερνάρντ και συνεπώς τείνουν να είναι εξαγωνικά πρίσματα.

Φωτόσφαιρα

Πάνω ακριβώς από τον ηλιακό πυρήνα υπάρχει στοιβάδα πάχους 400 χλμ. η οποία και φθάνει μέχρι την επιφάνεια. Η στοιβάδα αυτή της Ηλιακής σφαίρας από την οποία και προέρχεται όλη η ακτινοβολούμενη ηλιακή ενέργεια, δηλαδή η θερμότητα και το φως ονομάσθηκαν φωτόσφαιρα. Συνεπώς ο παρατηρούμενος κάθε φορά δίσκος του Ήλιου, δηλαδή η ορατή επιφάνεια του Ήλιου, αντιστοιχεί στη φωτόσφαιρα. Κάτω από το στρώμα αυτό ο Ήλιος γίνεται αδιαφανής στο ορατό φως.

Πάνω από τη φωτόσφαιρα το ορατό φως του ήλιου είναι ελεύθερο να διαδοθεί στο διάστημα, και η ενέργεια του ξεφεύγει εντελώς από τον Ήλιο. Η αλλαγή της αδιαφάνειας οφείλεται στη μείωση του ποσού των ιόντων υδρογόνου, τα οποία απορροφούν το ορατό φως εύκολα. Αντίστροφα, το ορατό φως που βλέπουμε παράγεται ως ηλεκτρόνια που αντιδρούν με άτομα του υδρογόνου για την παραγωγή H-ιόντων. Η φωτόσφαιρα είναι δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιόμετρα παχιά, είναι ελαφρώς λιγότερο αδιαφανής από τον αέρα πάνω στη Γη. Επειδή το πάνω μέρος της φωτόσφαιρα είναι πιο δροσερό από το κάτω μέρος, μια εικόνα του Ήλιου φαίνεται πιο φωτεινή στο κέντρο από ό,τι στην άκρη και στα άκρα του ηλιακού δίσκου, σε ένα φαινόμενο γνωστό ως συσκότιση άκρου. Το φως του ήλιου έχει περίπου φάσμα μέλανος σώματος, το οποίο δείχνει ότι θερμοκρασία του είναι περίπου 6.000 Κ, που διανθίζεται με ατομικές γραμμές απορρόφησης από τα αδύναμα στρώματα πάνω από τη φωτόσφαιρα. Η φωτόσφαιρα έχει μια πυκνότητα σωματιδίων ~ 10 ^23/ m^3 (αυτό είναι περίπου το 0,37% του αριθμού των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου της ατμόσφαιρας της Γης στην επιφάνεια της θάλασσας. Ωστόσο, τα σωματίδια στη φωτόσφαιρα είναι τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια, έτσι ώστε ο μέσος όρος των σωματιδίων στον αέρα είναι 58 φορές βαρύτερα).

Κατά τη διάρκεια των πρώτων μελετών του οπτικού φάσματος της φωτόσφαιρα, μερικές γραμμές απορρόφησης βρέθηκαν ότι δεν ανταποκρίνονται σε κανένα χημικό στοιχείο γνωστό στη Γη. Το 1868, ο Τζόζεφ Λόκυερ υπέθεσε ότι αυτές οι γραμμές απορρόφησης ήταν εξαιτίας ενός νέου στοιχείου το οποίο ονόμασε Ήλιο, από το όνομα του ελληνικού θεού Ήλιου. Μόλις 25 χρόνια αργότερα,οι επιστήμονες μπόρεσαν να ανιχνεύσουν και να ταυτοποιήσουν το στοιχείο Ήλιο και στη Γη.

Ατμόσφαιρα Ήλιου

Πάνω από τη φωτόσφαιρα εξακριβώνεται ότι υπάρχει ηλιακή ύλη και μάλιστα σε στρώμα μεγάλου πάχους. Αυτό ονομάζεται ηλιακή ατμόσφαιρα ή ατμόσφαιρα του Ήλιου. Η Ατμόσφαιρα του Ήλιου δεν είναι ορατή, διότι η θερμοκρασία της και κατ΄ επέκταση η λαμπρότητά της είναι μικρότερη από της φωτόσφαιρας, και τόσο που να αποκρύπτεται από το έντονο διάχυτο φως της ημέρας, όπως ακριβώς αποκρύπτονται και οι αστέρες. Γίνεται όμως ορατή στις ολικές εκλείψεις του Ηλίου ως λαμπρός φωτοστέφανος που περιβάλλει τον δίσκο του Ήλιου.
Η Ηλιακή ατμόσφαιρα διακρίνεται σε δύο επιμέρους στοιβάδες. Η πρώτη εξ αυτών που βρίσκεται αμέσως πάνω από τη φωτόσφαιρα καλείται χρωμόσφαιρα. Το ύψος της φθάνει περί τα 15.000 χλμ. (km), η δε θερμοκρασία της ανέρχεται στους 100.000° Κ. Παρουσιάζει έντονο ρόδινο χρώμα, εξ ου και έλαβε το όνομα χρωμόσφαιρα. Πάνω από την χρωμόσφαιρα βρίσκεται το στέμμα ή Ηλιακό στέμμα ή στέμμα Ήλιου του οποίου τα όρια φθάνουν σε απόσταση πέντε ηλιακών ακτίνων. Η θερμοκρασία του στέμματος ανέρχεται περίπου στους 1,5 Χ 10⁶ βαθμούς.

Μαγνητικό πεδίο

Ο Ήλιος είναι ένα μαγνητικά ενεργό αστέρι. Διαθέτει ένα ισχυρό, εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο το οποίο αλλάζει από έτος σε έτος και αντιστρέφει την πολικότητα του περίπου κάθε έντεκα χρόνια, γύρω από το ηλιακό μέγιστο. Το μαγνητικό πεδίο του ήλιου επηρεάζει πολλά φαινόμενα που συνολικά ονομάζονται ηλιακή δραστηριότητα, όπως οι ηλιακές κηλίδες στην επιφάνεια του Ήλιου, οι ηλιακές εκλάμψεις, και ο ηλιακός άνεμος που μεταφέρει ύλη μέσα στο Ηλιακό Σύστημα. Οι επιπτώσεις της ηλιακής δραστηριότητας στη Γη περιλαμβάνουν το σέλας σε μέτρια έως υψηλά γεωγραφικά πλάτη, και η διακοπή των ραδιοφωνικών επικοινωνιών και ηλεκτρικής ενέργειας. Η ηλιακή δραστηριότητα θεωρείται ότι έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση και εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος. Η ηλιακή δραστηριότητα αλλάζει τη δομή της εξωτερικής ατμόσφαιρας της Γης.

Όλη η ύλη του Ήλιου είναι με τη μορφή αερίου και πλάσματος, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών του. Αυτό καθιστά δυνατό ο Ήλιος να περιστρέφεται γρηγορότερα στον ισημερινό του (περίπου 25 ημέρες) από ό,τι σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη (περίπου 35 ημέρες κοντά στους πόλους). Η περιστροφή του σε διάφορα γεωγραφικά πλάτη του ήλιου ωθεί τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου να πλέκονται μεταξύ τους με τον καιρό, προκαλώντας στο μαγνητικό πεδίο βρόχους και εκρήξεις στην επιφάνεια του. Αυτό δημιουργεί τις ηλιακές κηλίδες και τις ηλιακές εκλάμψεις. Η ενέργεια συστροφής δημιουργεί το ηλιακό δυναμό και ένα 11-ετή ηλιακό κύκλο μαγνητικής δραστηριότητας, καθώς το μαγνητικό πεδίο του ήλιου αντιστρέφεται περίπου κάθε 11 χρόνια.

Το ηλιακό μαγνητικό πεδίο εκτείνεται πολύ πέρα ​​από τον ίδιο τον Ήλιο. Ο μαγνητισμένος άνεμος ηλιακού πλάσματος παρασύρει το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου στο χώρο που σχηματίζουν το λεγόμενο διαπλανητικό μαγνητικό πεδίο. Δεδομένου ότι το πλάσμα μπορεί να κινηθεί μόνο κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου, το διαπλανητικό μαγνητικό πεδίο εκτείνεται ακτινωτά μακριά από τον Ήλιο. Επειδή τα πεδία πάνω και κάτω από τον ηλιακό ισημερινό έχουν διαφορετικές πολικότητες με κατεύθυνση προς και μακριά από τον Ήλιο, υπάρχει ένα λεπτό στρώμα ρεύματος στο ηλιακό ισημερινό επίπεδο, το οποίο ονομάζεται ηλιοσφαιρικό φύλλο ρεύματος. Στις μεγάλες αποστάσεις η περιστροφή του Ήλιου συστρέφει το μαγνητικό πεδίο και το φύλλο ρεύματος σε μία μορφή που μοιάζει με σπείρα του Αρχιμήδη και ονομάζεται σπείρα του Πάρκερ. Το διαπλανητικό μαγνητικό πεδίο είναι πολύ ισχυρότερο από ό,τι η δίπολη συνιστώσα του ηλιακού μαγνητικού πεδίου. Το μαγνητικό δίπολο πεδίο του Ήλιου με 50-400 μΤ (στη φωτόσφαιρα) μειώνει με τον κύβο της απόστασης σε περίπου 0,1 nT στην απόσταση της Γης. Ωστόσο, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις διαστημόπλοιων στο διαπλανητικό πεδίο στη θέση της Γης είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερο στα περίπου 5 nT.

Η τεράστια μαγνητικότητά του δημιουργεί διαχωρισμούς στα ενεργειακά επίπεδα των σωματιδίων του που είναι άτομα, ιόντα και μόρια. Στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα επομένως παρατηρούνται περισσότερες από μία εκπομπές και τα επίπεδα αυτά είναι ανάλογα της ισχύος του μαγνητικού πεδίου. Η αύξηση αυτή ονομάζεται φαινόμενο Zeeman και είναι δυνατό έτσι να υπολογισθεί ο αριθμός των γραμμών στο φάσμα λόγω της ύπαρξής του. Άρα είναι δυνατό να υπολογίσουμε την ποσότητα των μαγνητικών πεδίων καθώς και της ισχύ του καθενός.

Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου διαθέτει μια πολικότητα με κυκλική δραστηριότητα η οποία επιστρέφει στην αρχική της κατάσταση κάθε 22 έτη, δύο φορές εκείνης των ηλιακών κηλίδων ή αλλιώς κάθε δυο ηλιακούς κύκλους. Η ηλιακή δραστηριότητα εξαρτάται από αυτήν την περίοδο των 22 ετών και τα υπόλοιπα φαινόμενα που ακολουθούν τον ηλιακό κύκλο θεωρούνται εκδηλώσεις αυτού του μαγνητικού κύκλου. Με εξειδικευμένα ηλιακά τηλεσκόπια μπορεί να μελετηθεί η πολικότητά του, όπως με το Michelson Doppler Imager στο SOHO. Εξετάζοντας κατ'αυτόν τον τρόπο στο εσωτερικό μαγνητικό πεδίο του ήλιου, η αρνητική εμφανίζεται μαύρη ενώ η θετική άσπρη. Η εμφάνιση μιας διπολικής μαγνητικής περιοχής βρίσκεται στην κορυφή του συνόλου των δραστηριοτήτων στον Ήλιο, όπου μαζί με την υπόλοιπη δραστηριότητα συνθέτεται και η φύση της κορόνας του. Δημιουργείται εξαιτίας των υδροστατικών και μαγνητικών πιέσεων στις μαγνητικές γραμμές που βρίσκονται κάτω από την επιφάνειά του. Ο κύκλος του μαγνητικού πεδίου έχει απόλυτα καθοριστικό ρόλο στην ενεργητικότητά του.

Η διαφορική περιστροφή του Ήλιου προκαλεί επιπλοκές στις μαγνητικές γραμμές με συνέπεια την αύξηση του μαγνητικού πεδίου σε μεγάλα πλάτη. Όταν αλληλεπιδρά με ρεύματα ιονισμένης ύλης δημιουργούνται τα γνωστά φαινόμενα δράσης του. Οι ηλιακές κηλίδες εμφανίζονται αρχικά σε μεγάλα πλάτη επειδή η πίεση των μαγνητικών πεδίων στα σημεία αυτά αναγκάζει τις μαγνητικές γραμμές να αναδυθούν στην επιφάνεια και να δημιουργηθούν οι διπολικές μαγνητικές περιοχές. Η πίεση που είναι ίση με το τετράγωνο της έντασης των πεδίων αναγκάζει επίσης και το πλάσμα να βγει έξω. Με αυτή τη διαδικασία το μαγνητικό πεδίο αυξάνει την έντασή του όλο και σε πιο γειτονικές περιοχές, μέχρι που φτάνει και στον ισημερινό, με αποτέλεσμα νέες κηλίδες.

Στις περιοχές εκείνες οι συγκεντρώσεις ισχυρού μαγνητικού πεδίου παρουσιάζονται ψυχρότερες και σκοτεινότερες από τις τριγύρω. Τα μαγνητικά πεδία με ισχύ 3000 Gauss εμποδίζουν την ανοδική κίνηση των ρευμάτων αερίου θερμότητας στη φωτόσφαιρα, τη ζώνη μεταφοράς φορτισμένων σωματιδίων από το εσωτερικό στην κορόνα, επειδή η ύλη αυτή είναι εξαιρετικά ιονισμένη. Η κίνηση των ιόντων που είναι κάθετη στα μαγνητικά πεδία παρεμποδίζεται από αυτά και η θερμοκρασία εκεί είναι πάντοτε χαμηλότερη. Αυτός ο παράγοντας ξεχωρίζει τα πλάτη και κατά συνέπεια τις περιοχές των ηλιακών κηλίδων.

Φαινόμενα όπως οι τρύπες της κορόνας αναγκάζουν το μαγνητικό του πεδίο να ανοίξει απελευθερώνοντας αέρια που συνθέτουν τον ηλιακό άνεμο.