تقع الشمس، وهي نجمنا الأقرب إلينا، على بعد 150 مليون كيلومتر أو 8 دقائق بسرعة الضوء، إما سائر النجوم فهي أبعد بكثير عن كوكبنا، وأقربها تقع على بعد 4,4 سنة ضوئية، إن المسافة التي تفصل بينها وبين الشمس هي نسبة 4,4 سنة ضوئية إلى 8 دقائق.
إن النجم يختلف عن الكوكب حيث أن النجم مضيء في ذاته، أما الكوكب فهو مضيء بفضل الشمس، ويعكس الضوء الذي يستقبله بصورة جيدة إلى حد ما وذلك وفقاً لطبيعة أرضه وغلافه الجوي، وعلى عكس الكوكب، إن النجم يمتلك مصدراً للطاقة خاص به. ومنذ زمن قريب نسبياً، عرفنا مصدر الطاقة الشمسية: اعتقد الإنسان إن الشمس تقوم بتفاعلات احتراق، قبل أن يكتشف أن درجة حرارة الشمس أعلي من أن تسمح بحدوث هذه التفاعلات. ومن جهة أخري، ما من قابل للاحتراق يمكن أن ينفذ طاقة كافية لضمان للشمس وجود سابق يقارن بوجود الأرض. ونحن نعلم الآن أن مصدر طاقة الشمس مثل مصدر طاقة النجوم، يأتي من انصهار نووي حراري.
إن دراسة مناطق الشمس الداخلية تكشف لكل الإشعاعات لا يمكن أن تتحقق بالرؤية المباشرة، فإنها تنتج من نظرية التكوين الداخلي، مثلها مثل كل النجوم الأخرى. وعلى النقيض، يمكننا أن نبصر على سطح الشمس وفوقها خصائص غير مبصرة على النجوم الأخرى، وأن ندرس سلوك غاز أيوني في ظروف غير محققة على الأرض.
ونميز الشمس في حد ذاتها، المقصورة على القرص المُبصر حيث يُطلق على المساحة الخارجية سطح الشمس النير. ويعبر هذا القرص منطقة دقيقة أقل بريقاً من السماء وتُبصر حينما أثناء الكسوف الكلي للشمس. وتنقسم هذه المنطقة إلى طبقتين مختلفتين : جو الشمس وردي اللون وردي، والتاج أبيض اللون.
سطح الشمس النير
يأتي الضوء الذي نستقبله من الشمس، في المجال المرئي، من طبقة سطحية رقيقة جداً تبلغ سمكها 300 كيلومترا، يطلق عليها اسم سطح الشمس النير. ويمكن أن نري هنا مناطق قاتمة وبقع ومناطق
براقة ولامعة وهي عين الشمس (صيخد).
تحذير: يمكن القيام برؤية البقع بسهولة بشرط أن نلتزم ببعض تعليمات الحذر: يجب ألا ننظر إلى الشمس مباشرةً حتى ولو بالعين المجردة، وبالأحرى من خلال آله مكبرة مثل منظار أو تلسكوب، فهذه مخاطرة كبيرة حيث يمكن أن نفقد البصر نهائياً.
وعلى النقيض، يمكن تكوين صور للشمس عن طريق منظار وعرضه على شاشة التي يمكن أن تكون ورقة بيضاء بسيطة ونري البقع، إنها مناطق أكثر برودة من تلك المجاورة، ولهذا فتظهر قاتمة، بينما تكون درجة حرارتها 4500 K ، ولكن درجة حرارة المناطق المجاورة أعلي تصل إلى 5800 K . وتُمثل بقعة منطقة مركزية قاتمة يطلق عليها اسم ظل ومحاطة منطقة أقل ظلمة ويطلق عليها الظل الخفيف. وتتراوح مدة حياة البقع من بضعة ساعات إلى عدة أسابيع. إن المجال المغناطيسي هو أصل تكوين البقع: إن المادة الشمسية التي تقع داخل مناطق غير محددة من المجال المغناطيسي تبرد لأنها لا تتفاعل مع المناطق المجاورة. إن أبعاد البقع ضخمة وتشبه أبعاد الأرض. ويبلغ قطر أكبر بقعة 50000 كيلومترا. وعلى النقيض فإن عيون الشمس (الصيخد) التي يتعذر على الهاوي رؤيتها، هي مناطق اشد الحرارة تبلغ حوالي 7000k.
التذبذبات الشمسية
وتم اكتشاف في عام 1975، عند قياس السرعة العمودية لسطح الشمس ، أن الغلاف الجوي للشمس يهتز في مكانه بفترة 300 ثانية. إن هذا التذبذب يعني بالشمس ككل: فهو ناتج من ظاهرة نبض محفوظ ذاتياً، ومقارن بتذبذبات صوتية لبوق. مثلما تعتمد تذبذبات الوتر على طولها، فإن تذبذبات الشمس تعتمد على شكلها الداخلي: إن تحليل التذبذبات تُعلمنا بصورة مباشرة بالخصائص الداخلية للشمس.
جو الشمس والتاج
إن جو الشمس والتاج يرتفعا فوق سطح الشمس، فإنهما دقيقان لدرجة لا تسمح برؤيتهما في الظروف العادية، لأنهما أقل لامعاناً من السماء: إن الغلاف الأرضي العلوي يشع ضوء الشمس. ويمكن أن نراهما خلال الكسوف الكلي للشمس، لأنهما ينفصلا على سماء سوداء، ومن جهة أخري من شمس لا يُبهر، لأنها مختبئة بالقمر. ويمكن أن نري جو الشمس بتلسكوب باستخدام عدة تقلل الضوء المنبعث وهو: المكلال (الكورونوجراف).
ويمتد جو الشمس وردي اللون على مسافة 2500 كيلومترا، من سطح الشمس النير، ويبلغ درجة حرارته 4300 K، حيث نري أشكال حبيبية يطلق عليها "حبيبيات الأرز"، وهي مظاهر حركات حمل حراري من المادة الساخنة آتية من مناطق عميقة، ومتجهة نحو ارتفاع مرتفع في الشمس. إن لهذه الخلايا العديد من تشكيلة أبعاد، بدءاً من الحبيبيات 1000 كيلومترا وحتى اسطوانة 000 200 كيلومترا، مروراً بالحبيبيات الوسطية (5000 كيلومترا) والحبيبيات العليا (000 30 كيلومترا).
إن جو الشمس يمتد على التاج الأبيض حيث تصل درجة الحرارة إلى مليون درجة مئوية. ويمتد جو الشمس الدقيق، حتى العديد من الأشعة الشمسية وترتبط في محيط ما بين الكواكب. ونجد في التاج وعلى ارتفاع منخفض المقذوفات الغازية وهي مقذوفات مادة منبثقة من جو الشمس وسيارة في قناة بفعل المجال المغناطيسي، ويمكن أن يتعدى ارتفاعها 000 100 كيلومترا. وتكون هذه المقذوفات الغازية براقة حينما نراها على الحافة الشمسية، ولكنها قاتمة، بتأثير التناقض، حينما تلقي على القرص حيث تأخذ شكل خطوط. ويمتد التاج في محيط ما بين الكواكب بفعل رياح الشمس التي تنتشر بسرعة 400 كيلومترا –ث-1. وتتباين كثافة رياح الشمس خلال دورة النشاط الشمسي وهو على علاقة مع الانفجارات.
وفي الواقع، لا يوضح تكوين الشمس في طبقات متراكزة، كما وُصفت آنفا، هيكل الشمس إلا في مرحلة "الهدوء".
النشاط الشمسي
ويتطور عدد البقع على سطح الشمس خلال الزمن، في فترة 11 سنة، وترجع هذه الفترة إلى دورة مغناطيسية لمدة 22 سنة. ونرى، في وقت أقصي نشاط، كل 11 سنة ، عدد كبير من البقع المُجمعة في مناطق نشطة وهي مقر الهياج. ولقد قُذف، أثناء انفجار، غاز أيوني بشدة، ثم انتشر بعد ذلك في محيط ما بين الكواكب، في صورة جزيئيات التي تجلب اضطرابات في الاتصالات اللاسلكية وتخلق الشفق القطبي ، وذلك حينما تصل إلى الغلاف الجوي العلوي للأرض.
ويرجع النشاط الشمسي إلى المجال المغناطيسي، ومدته تصل إلى 22 سنة تأتي من التفاعل بين حركات الحمل الحراري في الشمس، والتي تدير المجال المغناطيسي، إن اختلاف سرعة دوران الطبقات السطحية المختلفة للشمس، والتي لا تحدث على سرعات زاوية ثابتة: إن الدوران أسرع قليلاً عند خط الاستواء (فترة 25 يوم) عنه في القطبي (35 يوماً). إن غاليلة هو أول من أبرز أهمية دورة الشمس عند ملاحظة انتقال البقع.
