تتميز الشمس ببعض المظاهر التي تختص بها ومن أهم هذه المظاهر البقع الشمسية والتأجج الشمسي والشواظ والحبيبات الشمسية والشعيرات الشمسية. وفيما يلي شرح موجز لهذه المظاهر للتعرف على أسبابها والاطلاع على تصرفها.

 البقع الشمسية Sun Spots

وتسمى أيضاً الكلف الشمسي لشبهها بالكلف الذي يظهر في الوجه. وهي بقع داكنة تظهر بأحجام مختلفة على سطح الشمس تنتج عن الاختلاف في درجات حرارة سطح الشمس، حيث تبدو المناطق الحارة جداً على كرة الشمس براقة لامعة على حين تظهر المناطق الأقل حرارة معتمة.

يمكننا مشاهدة البقع الشمسية من خلال مرشحات معتمة خاصة بالرصد الشمسي ولا يمكن بالطبع رؤيتها بغير هذه الوسيلة وذلك لشدة بريق ضوء الشمس الذي يؤدي إلى إحراق شبكية العين في حالة النظر المباشر إليها لبضع دقائق.

يتفاوت عدد البقع الشمسية بحسب السنوات ما بين 50 بقة إلى 500 بقعة. وقد لوحظ أن لهذه البقع دورة أمدها بحدود 11 عاماً يتزايد فيها عددها خلال هذه المدة ليمكث نحواً من 100 يوم ثم يبدأ العدد بالتناقص فتختفي كثير من البقع الشمسية ثم تظهر ثانية بعد 11 سنة أخرى. وتسعى هذه "دورة البقع الشمسية".

الشكل (1) دورة البقع الشمسية

كما لوحظ أن للبقع الشمسية حركة دورية ما بين خطي عرض 30. إذ تكون في بدء دورتها عند هذين الموقعين ثم تتجه نحو خط الاستواء الشمسي لتصطف عنده نحو نهاية أمد الدورة.

يعزى ظهور البقع الشمسية إلى تركيز المجال المغناطيسي للشمس عند مناطق معينة حيث تبلغ شدته حوالي 5000 ضعف المجال المغناطيسي الأرضي. ونظراً لأن جسم الشمس يتألف من جسيمات مشحونة متحركة بسرعة عالية، ونظراً لتحكم المجال المغناطيسي بمسارات هذه الشحنات المتحركة فإن البقع ذوات الحرارة الواطئة لا بد أن تظهر عندما يكون هنالك عدم تجانس في توزيع خطوط القوى المغناطيسية على سطح الشمس. أما بالنسبة إلى تعليل دورة البقع

الشمسية فهو أمر لا زال مبهماً حيث أنه مماثل تماماً لدورة المجال المغناطيسي الأرضي وانقلاب الأقطاب المغناطيسية للأرض كل 5000 سنة. ولا تزال الأبحاث جارية لمعرفة سر ذلك.

الشواظ الشمسي Prominence

وهي السنة من اللهب الوردي المندفع بعيداً عن سطح الشمس على شكل أقواس ومنحنيات لمسافة مئات آلاف الكيلومترات. وتتكون هذه الألسنة الملتهبة من غازات ساخنة جداً، وتتشكل بهذه سحب غازية متوهجة تنشأ عن الكرة اللونية. وذلك عندما يخفض الحقل المغناطيسي للشمس من تدفق الحرارة إلى منطقة ما. فالشواظ في الهيئة أبرد من الغاز المحيط به وهذا يعني حسب القانون العام للغازات أن يكون الضغط داخله أقل من الضغط خارجه. وثم يحجز الغاز الخارجي المار غاز الشواظ الأقل برودة وإذا كانت الظروف ملائمة فقد يستمر هذا الغاز البارد المحتبس في سجنه المغناط يمي بالتوهج لأسابيع عديدة.

 التأجج الشمسي Solar Flares

تحصل بجوار البقع الشمسية انفجارات عنيفة للغاية تستمر لبضع دقائق ثم تختفي تدريجياً خلال ساعات وتكون هذه السحب الوهاجة أصغر من الشواظ الشمسي وأقل ارتفاعاً لكنها أكثر عنفاً وتبلغ درجة حرارتها بحدود (مليون كلفن)، وتعود أهميتها إلى أنها تبعث إشعاعات في منطقة الأشعة السينية والفوق البنفسجية وكذلك في نطاق الأمواج الراديوية مما يؤدي إلى التأثير على الموجات الراديوية في الأرض والمجال المغناطيسي الأرضي.

الشكل (2) التأجج الشمسي

إن هذه السحب المتوهجة هي مصدر الحبيبات المشحونة المتأنية التي تندفع مع الرياح الشمسية فتؤثر في المجال المغناطيسي للأرض وتسبب ظهور الشفق القطبي Aurora.

الرياح الشمسية: Solar Wind

إن درجة حرارة الإكليل الشمسي العالية تكتسب ذرات غازات الهيدروجين والهيليوم فيه طاقة حركية كبيرة يجعلها تتمكن من الإفلات من جاذبية الشمس وعندئذٍ تنساب هذه الذرات في الفضاء الخارجي على هيئة رياح مؤلفة من الهيدروجين و الهيليوم تسمى الرياح الشمسية.

الشكل (3) الرياح الشمسية تضرب الأرض

عند مرور الأيونات التي تمثل الرياح الشمسية بالأرض فإنها تولد تيارات كهربائية في غلافها الجوي العلوي لتدور حول القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي فتندفع الإلكترونات نحو أسفل خطوط الحقل المغناطيمي وتتحلزن الإلكترونات المتحركة حول خطوط الحقل فترتطم بجزيئات النتروجين والأوكسجين فتستثار الغازات الجوية نتيجة لهذه الارتطامات ومن ثم ترتفع إلكترونات ذراتها إلى مدارات أعلى ولدى هبوط الإلكترونات عائدة إلى مداراتها الدنيا تطلق ضوءاً جميلاً يسمى الشفق القطبي Aurora

نورانية الشمس

النورانية Luminosity هي كمية الطاقة التي يشعها الجسم في وحدة الزمن هيك وهذه هي القدرة Power ، وتقاس عادة بوحدات الواط Watt. وهكذا نتعامل مع المصابيح العادية فنقول أن قدرة هذا المصباح هي 100 واط وذاك المصباح قدرته 200 واط. وبالنسبة للأجسام تتناسب النورانية مع طرداً مع مساحته السطحية ومع القوة الرابعة لدرجة حرارته ومقدار نورانية الشمس هو 1026×4 واط. وهذا مقدار كبير جداً بالقياس إلى أي مصدر طاقة أرضي.

ونحن على الأرض لا نقيس في الواقع نورانية الشمس بل سطوعها والسطوع Brightness هو النورانية مقسومة على المساحة السطحية وتقاس بالواط على المتر المربع. ومن المعروف أن سطوع الجسم يقل كلما ابتعدنا عنه. وكأن الطاقة تتوزع على أسطح كرات متمركزة حول بعضها البعض. ويتناسب السطوع عكسياً مع مربع البعد ومقدار سطوع الشمس عند الأرض هو حوالي 1400 واط لكل متر مربع، ويسمى هذا الثابت الشمسي Solar Constant وهو يقاس بأجهزة خاصة تسمى المجسات الضوئية.