El Sol tiene un nivel de actividad que sigue un ciclo de máximos y mínimos que se repiten aproximadamente cada 11 años, durante el cual en sus periodos de mayor actividad se acentúan ciertos fenómenos solares, que explicamos a continuación.
Manchas solares
Las manchas solares, manchas oscuras en la superficie del Sol, contienen campos magnéticos transitorios y concentrados. Ellas son las características visibles más prominentes en el Sol; una mancha solar de tamaño promedio, puede ser tan grande como la Tierra. Las manchas solares se forman y desaparecen en periodos de días o semanas. Estas ocurren cuando aparecen campos magnéticos fuertes a través de la superficie solar y permiten que esa área se refresque algo, de una temperatura de 6000°C a más o menos 4200°C; ésta área aparecerá como una mancha obscura en contraste con el resto del Sol.
El área más oscura en el centro de la mancha solar se llama el umbra; es allí donde la fuerza del campo magnético es mayor. La parte menos obscura y estriada alrededor de la umbra se llama la penumbra.
Las manchas solares rotan con la superficie solar, demorando cerca de 27 días para completar una vuelta según es visto desde la Tierra. Las manchas solares cerca del ecuador rotan a una velocidad mayor que las manchas cerca de los polos. Los grupos de manchas, especialmente aquellos con campos magnéticos complejos, son a menudo aquellos donde se ven destellos.
Durante los últimos 300 años, el promedio de manchas solares regularmente incrementa y disminuye en un ciclo de 11 años. El Sol, como la Tierra, tiene estaciones pero su año es igual a 11 años terrestres.
Agujeros coronales
Una característica solar variable, que puede durar de meses a años, son los Agujeros Coronales. Estos se ven como huecos grandes y oscuros cuando se observa el Sol en longitudes de onda de rayos x. Estos agujeros están arraigados en las células grandes de campos magnéticos unipolares en la superficie del Sol; cuyas líneas de campo se extienden bien lejos en el sistema solar.
Estas líneas de campo abierto permiten una corriente continua de viento solar de gran velocidad. Los huecos coronales tienen un ciclo de largo periodo, que no se corresponde exactamente con el ciclo de las manchas solares; los huecos tienden a ser más numerosos en los años que siguen al máximo solar. En algunas etapas del ciclo solar, estos huecos son continuamente visibles en los polos norte y sur del Sol.
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Prominencias
Las prominencias solares (vistas como filamentos oscuros en el disco) son generalmente nubes quietas de material solar sostenidas sobre la superficie solar por los campos magnéticos. La mayoría de las prominencias entran en erupción en algún momento de su ciclo de vida, emanando gran cantidad de material solar al espacio.
Destellos
Los destellos solares son intensas emanaciones temporales de energía. Desde observatorios en la Tierra son vistos como zonas brillantes en el Sol en longitudes de onda ópticas y como explosiones de ruido en longitudes de onda de radio; pueden durar de minutos hasta horas. Los destellos son los eventos explosivos más grandes de nuestro sistema solar que podrían equivaler a aproximadamente 40 billones de bombas atómicas del tamaño de la de Hiroshima.
La fuente principal de energía para los destellos solares parece ser la ruptura y reconexión de fuertes campos magnéticos. Estos irradian a través de todo el espectro electromagnético, desde Rayos Gamma a Rayos X, hasta la luz visible y las grandes longitudes de ondas de radio.
Eyecciones de masa coronal (CME)
La atmósfera solar externa, la corona, está formada por fuertes campos magnéticos.
Donde se cierran estos campos, usualmente sobre grupos de manchas solares, la atmósfera solar puede, súbita y violentamente, soltar burbujas o lenguas de gas y campos magnéticos llamadas Eyección de Masa Coronal, abreviado habitualmente como CME (por sus siglas en inglés de: Coronal Mass Ejection)
Una CME de gran tamaño puede contener 10.0E16 gramos (un billón de toneladas) de materia que pueden ser impulsadas a millones de millas por hora causando una explosión espectacular. La materia solar puede extenderse hacia el medio interplanetario, impactando planetas o sondas en su camino.
Las CME’s se han asociado con destellos, pero usualmente ambos son independientes.
El Sol y la Tierra
La región entre el Sol y los planetas es conocida como medio interplanetario. Aunque alguna vez se consideró un vacío perfecto, en realidad es una región turbulenta dominada por el viento solar, que fluye a velocidades entre aproximadamente 250 a 1000 km por segundo (entre 600,000 a 2,000,000 millas por hora). Otras características del viento solar (densidad, composición y la fuerza del campo magnético, entre otras) varían de acuerdo a las condiciones cambiantes del Sol. El efecto del viento solar puede ser visto en las colas de los cometas que siempre apuntan alejándose del Sol.
El viento solar fluye alrededor de obstáculos tales como planetas, pero estos planetas con sus propios campos magnéticos responden de una manera específica. El campo magnético de la Tierra es muy similar al patrón que forman las limaduras de hierro alrededor de un imán de barra. Bajo la influencia del viento solar, las líneas de estos campos magnéticos se comprimen en la dirección del Sol y se estiran hacia la dirección del viento. Esto es lo crea la magnetosfera, una compleja cavidad alrededor de la Tierra en forma de gota. Los cinturones de radiación de Van Allen se encuentran en esta cavidad, así como la ionosfera, una capa de la atmósfera alta donde se lleva a cabo la foto-ionización por los rayos x solares y la radiación ultravioleta extrema crea electrones libres.
El campo magnético de la Tierra es sensible al viento solar, su velocidad, densidad y su campo magnético. Debido a que el viento solar varía con escalas de tiempo pequeñas, a veces en sólo segundos, la interfase que separa el espacio interplanetario de la magnetosfera es muy dinámica.
Normalmente a esta interfase se le llama la magnetopausa y se encuentra a una distancia equivalente a más o menos el radio de la Tierra en la dirección al Sol. Sin embargo, durante los episodios de gran velocidad o densidad de viento solar, la magnetopausa puede ser empujada hacia adentro hasta medir casi 6.6 radios de la Tierra (la altitud de los satélites geosincronizados). A medida que la magnetosfera extrae energía del viento solar, los procesos internos producen las tormentas geomagnéticas.
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