Земному наблюдателю, не вооруженному оптическими приборами, кажется, что диск Солнца имеет гомогенную структуру. Однако при более внимательном его изучении на нем можно заметить определенную неоднородность, состоящую из крупных и мелких структур.

И даже не самая качественная оптика позволяет заметить, что вся фотосфера светила «заполнена» световыми зернышками, называемыми гранулами, и темными промежутками между ними. При этом на солнечном диске можно сразу наблюдать около миллиона светлых вкраплений.

По солнечным масштабам размеры гранул небольшие — до 1000–2000 километров в поперечнике, а «каналы», разделяющие гранулы, и того б»іже: около 300–600 километров в ширину.

Причем гранулы — это не статичные образования. Они все время находятся в динамичных изменениях: одни из них исчезают, другие — появляются. При этом жизнь гранул очень короткая: каждая из этих структур живет не более 10 минут.

Все это напоминает кипение жидкости в огромном котле. Такое сравнение выбрано по той причине, что и метаморфозы гранул, и кипение являются одним и тем же физическим процессом — конвекцией, то есть переносом тепла большими массами горячего вещества, которые, поднимаясь снизу, одновременно расширяются и остывают.

В свою очередь на фоне гранул можно наблюдать еще более контрастные и крупные объекты — солнечные пятна и факелы.

В отличие от гранул солнечные пятна — это темные образования на поверхности нашего дневного светила. Наблюдая за Солнцем в телескоп, можно заметить, что крупные пятна состоят из двух концентрических, прилегающих друг к другу областей: темной и более светлой. Диаметр светлого круга более чем в два раза шире темного.

По своим размерам солнечные пятна сильно разнятся. Так, малые пятна имеют диаметр от 1000 до 2000 километров, в то время как гигантские значительно превосходят размеры нашей планеты. А некоторые из них могут занимать площадь поперечником в 40 тысяч километров. Самое же большое из наблюдавшихся пятен достигало 100 тысяч километров.

В ходе многочисленных и длительных наблюдений астрономы пришли к выводу, что пятна — это области выхода в солнечную атмосферу мощных магнитных полей. А поскольку они сокращают количество энергии, поступающей от недр светила к фотосфере, в местах их выхода на поверхность температура падает. Пятна почти на 1500 градусов холоднее окружающего их вещества, поэтому они и темнее прилегающих к ним областей.

Солнечные пятна обычно образуют ассоциации из нескольких больших и малых пятен, нередко занимающие довольно значительное пространство на солнечном диске. Эти «коллективы» пятен находятся в постоянной динамике: пятна рождаются, растут и распадаются.

Ассоциации пятен отличаются относительно продолжительной жизнью: некоторые из них сохраняются в течение двух или трех оборотов Солнца, период вращения которого, как известно, равен приблизительно 27 суткам.

Кроме того, вокруг пятен почти всегда находятся яркие сферы, которые называются факелами. Их температура примерно на 2000 градусов выше окружающей среды. Факелы в свою очередь состоят из ячеек размером около 30 тысяч километров.

Факелы, в отличие от пятен, живут дольше — три-четыре месяца. Следует иметь в виду, что факелы не всегда живут в союзе с пятнами: довольно часто встречаются факельные поля, внутри которых пятна никогда не возникают.

Отсюда следует предположение, что и факелы, как и пятна, тоже являются местами выхода магнитных полей во внешние слои Солнца. Но эти поля, видимо, значительно слабее, чем в пятнах.

Количество пятен и факелов характеризует солнечную активность, максимумы которой повторяются через каждые 11 лет. Когда активность минимальная, пятна на Солнце долгое время могут вообще отсутствовать. А вот в годы максимума они появляются на солнечном диске десятками.

В заключение хочется вкратце остановиться на истории наблюдения солнечных пятен. Считается, что впервые зафиксировал на Солнце пятна знаменитый Галилео Галилей. Однако ради справедливости следует отметить, что Галилей даже в Европе не был их первооткрывателем.

Намного раньше, еще в 807 году, монах Адельмус сообщил, что наблюдал в течение девяти дней темное пятно на поверхности Солнца. Впрочем, он ошибочно посчитал, что наблюдал прохождение Меркурия по солнечному диску.

А в 1128 году монах Иоанн Вустерский в своих «Хрониках» изобразил на рисунке нашего дневного светила два крупных пятна.

Первые же сообщения о пятнах на Солнце относятся к 800 году до нашей эры: сведения о них фигурируют в китайской «Книге Перемен». К четвертому столетию до нашей эры (364 год) относятся также комментарии китайского астронома Ганя Дэ, который разглядел темные области на Солнце. Впоследствии сообщения о похожих явлениях регулярно появлялись в императорских хрониках Поднебесной.