stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
الشمس
ضوء الشمس

يُعتبر ضوء الشمس المصدر الرئيسي للطاقة على الأرض. في حين أن المصدر الآخر للطاقة هو المواد الإنشطارية في باطن الأرض، وهذه المواد الإنشطارية هي مصدر الطاقة الحرارية الأرضية عن طريق حدوث تفاعلات نووية. يعرف الثابت الشمسي بأنه كمية الطاقة التي تأمنها الشمس بالنسبة لوحدة المساحة المعرضة مباشرة لضوء الشمس.
يعادل الثابت الشمسي لسطح على بعد وحدة فلكية واحدة (ما يعادل بعد الأرض عن الشمس) تقريباً 1368 واط/متر2 يساهم الغلاف الجوي الأرضي بتوهين ضوء الشمس وبالتالي فإن الطاقة الواصلة للأرض تكون قريبة من 1000 واط/متر2 وذلك بالظروف الطبيعة وعندما تكون الشمس بوضع سمت الرأس.
يمكن تسخير الطاقة الشمسية بعدة طرق طبيعية وصناعية. فعملية التمثيل الضوئي تلتقط الطاقة من ضوء الشمس وتحولها إلى طاقة كيميائية هي من العمليات التي تجري بشكل طبيعي على الأرض. يمكن استخدام طاقة ضوء الشمس لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق التسخين المباشر أو تحويل الضوء إلى كهرباء باستخدام الخلايا الشمسية.
كما أن الطاقة المخترنة في النفط وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى كان مصدرها الأساسي هو تحول الطاقة الشمسية عن طريق التمثيل الضوئي في العصور القديمة او الماضي البعيد.
المكونات

تتكون الشمس من عنصري الهيدروجين والهيليوم. في هذا الوقت من حياة الشمس، يمثلان 74.9٪ و 23.8٪ من كتلة الشمس في الغلاف الضوئي.
جميع العناصر الأثقل، والتي تسمى المعادن في علم الفلك، تمثل أقل من 2٪ من الكتلة، مع الأكسجين (حوالي 1٪ من كتلة الشمس) والكربون (0.3٪) والنيون (0.2٪) والحديد (0.2 ٪).
تم تكوين التركيب الكيميائي الأصلي للشمس من الوسط البينجمي الذي تشكلت منه. في الأصل كان يحتوي على حوالي 71.1 ٪ من الهيدروجين و27.4 ٪ من الهيليوم و1.5٪ من المعادن الأخرى. كان الهيدروجين ومعظم الهليوم الموجود في الشمس قد تم إنتاجهما بواسطة التخليق النووي في أول 20 دقيقة من عمر الكون، وكانت العناصر الأثقل تُنتج من قبل الأجيال السابقة من النجوم قبل تكوين الشمس، وانتشرت في الوسط البينجمي خلال المراحل الأخيرة من الحياة النجمية وأحداث مثل المستعرات الأعظمية.
منذ تشكل الشمس، تضمنت عملية الاندماج الرئيسية دمج الهيدروجين مع الهيليوم. على مدى 4.6 مليار سنة الماضية، تغيرت كمية الهيليوم وموقعه داخل الشمس تدريجيا. داخل النواة، ارتفعت نسبة الهيليوم من حوالي 24 ٪ إلى حوالي 60٪ بسبب الانصهار، واستقر بعض الهيليوم والعناصر الثقيلة من الغلاف الضوئي باتجاه مركز الشمس بسبب الجاذبية. لم تتغير نسب المعادن (العناصر الأثقل).
يتم نقل الحرارة إلى الخارج من قلب الشمس بالإشعاع بدلاً من الحمل الحراري وبالتالي لا يتم رفع الانصهار للخارج بواسطة الحرارة بل تبقى في النواة، وبدأ نواة الهيليوم الداخلية بالتشكل تدريجياً ولا يمكن دمجها لأن جوهر الشمس في الوقت الحالي ليس حارًا أو كثيفًا بما يكفي لدمج الهيليوم. في الغلاف الضوئي الحالي، يتم تقليل الهيليوم و(العناصر الأثقل) حيث تشكل ما نسبته 84٪ مما كانت عليه في المرحلة الأولية (قبل بدء الاندماج النووي في القلب).
في المستقبل، سوف يستمر الهيليوم في التراكم في قلب الشمس، وفي حوالي 5 مليارات سنة ستؤدي هذه الزيادة التدريجية في النهاية إلى خروج الشمس من التسلسل الرئيسي وتصبح عملاقًا أحمر.
يُعتبر التركيب الكيميائي للغلاف الضوئي عادةً ممثلًا لتكوين النظام الشمسي البدائي. عادةً ما يتم قياس وفرة العناصر الثقيلة من الطاقة الشمسية الموصوفة أعلاه باستخدام التحليل الطيفي للغلاف الضوئي للشمس وقياس الوفرة في النيازك التي لم يتم تسخينها حتى في درجة حرارة الانصهار. ويُعتقد أن هذه النيازك تحتفظ بتكوين نجم أولي وبالتالي لا تتأثر بتثبيت العناصر الثقيلة. هناك طريقتان تم الإتفاق عليهما فيما يخص التكوين الشمسي:
المكونات > مجموعة عناصر الحديد المتأين المنفردة

الشمس
| 0 | 1 |
| --- | --- |
جزء من:  المجموعة الشمسية 
الكتلة:  1٬988٬475 ronnagram (en)  
لديه الحدود:  إكليل شمسي غلاف ضوئي 
يدرسه:  solar research   
الكوكب التابع:   القائمة ... عطارد الزهرة الأرض المريخ حزام الكويكبات المشتري زحل أورانوس نبتون حزام كايبر ماكيماكي بلوتو 
الجرم السماوي الأم:  مركز المجرة 
المسافة من الأرض:  1 وحدة فلكية 
التفلطح:  0 
الصنف الطيفي:  G2V 
القدر الظاهري:  −26٫74 
الإضاءة:  382٬800٬000٬000٬000٬000 غيغاواط 
القدر المطلق:  4٫83 
المعدنية:  0٫0122 
الكثافة:  162٫2 غرام لكل سنتيمتر مكعب 
درجة الحرارة:  15٬710٬000 كلفن 
pH value:  −3 
المساحة:  6٬082٬000٬000٬000 كيلومتر مربع  
الحجم:  1٬412٬000٬000٬000٬000٬000 كيلومتر مكعب 
نصف القطر:  695٬700 كيلومتر 
المحيط:  4٬371٬000 كيلومتر 
التدوين الرياضي:  solar symbol   
القطر الزاوي:  31٫98 دقيقة قوسية 
الجاذبية السطحية:  274 متر في الثانية المربعة 
العمر مقدر حسب طريقة:  4٫57 gigaannum (en)  
له جزء أو أجزاء:  شواظ شمسي 
تعديل - تعديل مصدري - تعديل ويكي بيانات
قامت مجموعة كبيرة من البحوث في عام 1970 مركزةً على البحث عن تراكيز مجموعة الحديد في الشمس. وعلى الرغم من أن تلك البحوث حققت نتائج مرضية إلا أن تحديد تراكيز بعض عناصر مجموعة الحديد (كالكوبالت والمغنسيوم) بقي صعباً حتى عام 1978 بسبب بنيتهم فائقة الدقة.
أنجز أول بحث كامل لدراسة قوى التذبذب على عناصر مجموعة الحديد المتأينة المنفردة في سنة 1962، وحسبت قوى التذبذب في سنة 1976. وفي سنة 1978 اشتقت تراكيز عناصر مجموعة الحديد المتأينة.
المكونات > العلاقة بين الشمس والكواكب من حيث التجزئة الكتلية

يفرض العديد من العلماء والباحثين عن وجود علاقة في التجزئة الكتلية بين تراكيب النظائر الشمسية والغازات النبيلة الكوكبية، على سبيل المثال الإرتباط بين النظائر الكوكبية والنيون والزينون في الشمس والكواكب. وساد الاعتقاد حتى سنة 1983 أن كل الشمس لها نفس التركيب الذي يملكه الغلاف الجوي الشمسي.
في سنة 1983 دعي أنه كان هناك تجزئة في الشمس نفسها سببت العلاقة التجزئية بين تراكيب النظائر للكواكب والرياح الشمسية المصطدمة بالغازات النبيلة.
قبل عام 1983، كان يعتقد أن الشمس بأكملها لها نفس تركيبة الغلاف الجوي الشمسي. في عام 1983 زُعم أن تجزئة الشمس نفسها هي التي تسببت في علاقة تكوين النظائر بين الغازات بواسطة الرياح الشمسية.
الهيكل والإنصهار

تحتوي بنية الشمس على الطبقات التالية:
النواة: وهي على عمق 20-25٪ من نصف قطر الشمس، حيث درجة الحرارة والضغط كافية لحدوث الانصهار النووي. يدمج الهيدروجين في الهيليوم (الذي لا يمكن صهره حاليًا في هذه المرحلة من حياة الشمس). تطلق عملية الاندماج الطاقة، ويتراكم الهيليوم تدريجياً ليشكل نواة داخلية للهيليوم داخل النواة نفسها.
المنطقة الإشعاعية: لا يمكن أن يحدث الحمل الحراري إلى أن يقترب سطح الشمس من ذلك بكثير. لذلك يكون بين 20-25٪ من نصف القطر، هناك "منطقة إشعاعية" يحدث فيها نقل الطاقة عن طريق الإشعاع (الفوتونات) بدلاً من الحمل الحراري وهي 70٪ من نصف القطر.
خط السرعة: وهي المنطقة الحدودية بين المناطق الإشعاعية والحرارية.
منطقة الحمل الحراري: وهي حوالي 70٪ من نصف قطر الشمس وقريبة من السطح المرئي، تكون الشمس باردة ومنتشرة بما يكفي لحدوث الحمل الحراري، وهذه تصبح الوسيلة الأساسية لنقل الحرارة إلى الخارج، على غرار خلايا الطقس التي تتشكل في الغلاف الجوي للأرض.
غلاف ضوئي: وهي أعمق جزء من الشمس يمكننا أن نلاحظه مباشرة مع الضوء المرئي. لأن الشمس كائن غازي ليس له سطح محدد بوضوح وعادة ما تنقسم أجزائها المرئية إلى "صورة ضوئية" و"جوية".
خلال دراسات مبكرة للطيف الضوئي للغلاف الضوئي، تم الكشف عن بعض خطوط الامتصاص التي لا تتشابه مع أي عنصر كيميائي معروف على الأرض. في عام 1868، افترض عالم الفلك جوزيف نورمان لوكير أن خطوط الامتصاص هذه نتجت عن عنصر جديد أطلق عليه اسم الهيليوم.
غلاف جوي: وهو عبارة عن "هالة" غازية تحيط بالشمس، تشتمل على الكروموسفير ومنطقة انتقال الطاقة الشمسية والإكليل والغلاف الشمسي. يمكن ملاحظة ذلك عندما يتم إخفاء الجزء الرئيسي من الشمس، على سبيل المثال أثناء كسوف الشمس.
الهيكل والإنصهار > النواة

المقالة الرئيسة: نواة الشمس
تمتد نواة الشمس من مركز الشمس إلى 20-25% من نصف قطر الشمس. وتزيد كثافتها عن 150 غ/سم (حوالي 150 ضعف كثافة الماء). تصل درجة الحرارة ضمن النواة إلى 15.7 مليون كلفن، في حين أن درجة حرارة سطح الشمس تصل إلى 5,800 كلفن. وفق تحليل المسبار سوهو فإن نواة الشمس تدور بسرعة أكبر من سرعة دوران المنطقة الإشعاعية. تنتج الطاقة الشمسية خلال معظم حياة الشمس من خلال الاندماج النووي من خلال سلسلة من المراحل تدعى بسلسلة تفاعل بروتون-بروتون، ومن خلال هذه العملية يتحول الهيدروجين إلى الهيليوم. بينما ينتج عن طريق دورة كنو فقط 0.8% من طاقة الشمس.
تعتبر نواة الشمس الطبقة التي تنتج معظم الطاقة الحرارية للشمس من خلال الاندماج النووي، فمن خلال الـ 24 % من نصف القطر الشمسي يتم إنتاج 99% من الطاقة. وتتوقف عملية الاندماج النووي ما بعد 30% من نصف القطر الشمسي، في حين أن بقية النجم يتم تسخينه عن طريق الانتقال الحراري. وهكذا فإن الطاقة الناتجة من النواة تنتقل منها خلال عدة طبقات لتصل إلى الفوتوسفير لتنتقل من ثم إلى الفضاء على شكل أشعة ضوئية وطاقة حركية للجسيمات.
تحدث سلسلة البروتون - بروتون ضمن نواة الشمس 9.2*1037 مرة في الثانية الواحدة. بما أن هذا التفاعل يستخدم أربع بروتونات حرة (نوى الهيدروجين) فإنه يحول 3.7*1038 بروتون إلى جسيم ألفا (نوى هيليوم) خلال الثانية الواحدة أي مايعادل حوالي 6.2 *1011 كيلوغرام في الثانية. ونظراً لأن اندماج الهيدروجين وتحوله إلى هيليوم يحرر حوالي 0.7% من الكتلة المنصهرة إلى طاقة، فيبلغ مجمل الكتلة المتحولة إلى طاقة حوالي 4.26 مليون طن/الثانية أو الطاقة الناتجة عن تحول هذه الكتلة تساوي 384.6 *1026 واط وهو ما يعادل الطاقة الناتجة عن انفجار 9.192*1010 كيلو غرام من التي إن تي في الثانية الواحدة. وتتحول المادة إلى طاقة وتشع كطاقة إشعاعية طبقا لقانون تكافؤ المادة والطاقة الذي صاغه أينشتاين في النظرية النسبية.
تتغير الطاقة الناتجة عن طريق الاندماج النووي تبعاً لبعدها عن مركز الشمس. توضح المحاكاة النظرية أن الطاقة الناتجة في مركز الشمس تصل إلى 276.5 واط/م3.
الهيكل والإنصهار > المنطقة الإشعاعية

تكون المادة الشمسية في منطقة تقع على نصف قطر أقل من 0.7 من قطر الشمس، حارة وكثيفة بما فيه الكفاية بحيث يكون النقل الحراري الإشعاعي كبيراً لنقل الحرارة الكبيرة للنواة باتجاه الخارج. ولا يوجد في هذه المنطقة نقل حراري بالحمل، كما تتبرد المواد في هذه المنطقة من 7 مليون كلفن إلى 2 مليون كلفن بشكل يتناسب مع الارتفاع. هذا التدرج الحراري أقل من قيمة معدل السقوط الأديباتي والتي لا يمكن أن تؤدي إلى النقل بالحمل. الطاقة المنتقلة بواسطة إشعاع أيونات الهيدروجين وإنبعاثات فوتونات الهيليوم والتي تنتقل مسافة قصيرة قبل أن يعاد امتصاصها من أيونات أخرى. كما تنخفض الكثافة إلى مئة ضعف من منطقة تتراوح 0.25 من قطر الشمس إلى قمة منطقة الأشعاع (من 20 غ/سم3 إلى 0.2 غ/سم3)
تتشكل بين المنطقة الأشعاعية ومنطقة الحمل (حمل فيزيائي) طبقة إنتقالية تعرف بخط السرعة أو تاكولاين، تتميز هذا الطبقة بتغير حاد في نظام الدوران من دوران منتظم في المنطقة الإشعاعية إلى دوران تفاضلي في منطقة الحمل، مما ينتج عنه اجهادات قص كبيرة لتنزلق الطبقات الأفقية بعضها على بعض. حركة السائل المتواجدة في منطقة الحمل تختفي بشكل تدريجي من الأعلى إلى الأسفل بشكل يطابق المميزات الساكنة للطبقة الإشعاعية في أسفل منطقة الحمل، حالياً اقترحت فرضية الدينامو الشمسي حيث فرضت بأن الدينامو المغناطيسي في هذه الطبقة يولد الحقل المغناطيسي للشمس.
الهيكل والإنصهار > خط السرعة

يتم فصل المنطقة الإشعاعية ومنطقة الحمل الحراري بطبقة انتقالية هي خط السرعة. هذه هي المنطقة، التي يتغير فيها النظام الحاد بين الدوران المُوحد للمنطقة الإشعاعية والدوران التفاضلي لمنطقة الحمل الحراري، مما يؤدي إلى قص كبير بين الاثنين، وهي حالة تنزلق فيها الطبقات الأفقية المتعاقبة بعضها البعض. في الوقت الحاضر، من المفترض أن ديناميكية المغناطيس داخل هذه الطبقة يولد المجال المغناطيسي للشمس.
الهيكل والإنصهار > منطقة الحمل الحراري

اعتباراً من الطبقة الخارجية لسطح الشمس، نزولاً إلى ما يقارب 200000 كم باتجاه النواة (حوالي 70% من نصف قطر الشمس) تكون البلازما غير كافية أو غير حارة بما فيه الكفاية لنقل الطاقة الحرارية الداخلية للخارج عن طريق الإشعاع. نتيجة لذلك، يحدث انتقال للحرارة بواسطة الحمل حيث تحمل تيارات حرارية المواد الساخنة باتجاه سطح الشمس، وحالما تبرد هذه المواد تُحمل إلى أسفل منطقة الحمل لتتلقى حرارة من أعلى منطقة الإشعاع. تصل درجة الحرارة في المنطقة المرئية من سطح الشمس إلى 5700 كلفن، والكثافة إلى 0.2 غ/م3 فقط (حوالي 1/6000 من كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر).
تشكل الأعمدة الحرارية الناتجة عن النقل الحراري بالحمل سمات مميزة على سطح الشمس تعرف بالحبيبات الشمسية والحبيبات الشمسية الفائقة. يسبب الحمل الحراري المضطرب في هذا المنطقة تأثير دينامو صغير الذي يؤدي إلى نشوء قطب شمالي وقطب جنوبي مغناطيسي للشمس. الأعمدة الحرارية هي خلية بينارد لذلك تكون على شكل منشور سداسي.
الهيكل والإنصهار > الغلاف الضوئي

المقالة الرئيسة: الغلاف الضوئي
يعرف السطح المرئي من الشمس بالغلاف الضوئي، وتكون الطبقة الأدنى من هذه الطبقة ذات عتامة للضوء المرئي، يصبح ضوء الشمس حراً بالانتقال إلى الفضاء فوق هذه الطبقة، ومنها تنتقل طاقة داخل الشمس للخارج. يرجع التغير في الخصائص البصرية للشمس في هذه الطبقة نتيجة تناقص كميات آنيون الهيدروجين والذي يمتص الضوء المرئي بسهولة.
وعلى العكس من ذلك ينتج الضوء المرئي إلكترونات تتفاعل مع ذرات الهيدروجين لتقلل من كمية آنيون الهيدروجين.
تبلغ سماكة الغلاف الضوئي مئات الكيلومترات وهي ذات عتامة أقل بقليل من هواء الأرض، لأن القسم الأعلى من الغلاف الضوئي أقل حرارة من الأدنى، وتظهر الصور الملتقطة للشمس بأنها ذات سطوع أعلى في المركز منه عن الأطراف أو بوجود سواد على أطراف قرص الشمس وهو مايعرف باسم سواد الأطراف.
يملك ضوء الشمس تقريباً طيف الجسم الأسود وهو ما يؤشر على أن درجة حرارتها حوالي 6000 كلفن، يتخللها خطوط طيف ذرية في الطبقات الضعيفة فوق الغلاف الضوئي.
تبلغ كثافة الجسيمات في الغلاف الضوئي حوالي 1023م3 وهو ما يعادل 0.37% من كثافة جسيمات الغلاف الجوي الأرضي عند مستوى سطح البحر. يعود ذلك لأن معظم جسيمات الغلاف الضوئي هي من الإلكترونات والبروتونات مما يجعل جسيمات الغلاف الجوي الأرضي أثقل بـ 58 ضعفا.
لوحظ خلال الدراسات المبكرة للطيف المرئي بأن بعض خطوط الطيف لا تتناسب مع أي مركب كيميائي معروف على الأرض. لذلك فرض جوزيف نورمان لوكير في سنة 1868 بأن هناك عنصر جديد موجود ودعاه بالهيليوم، ولم تمضِ سوى 25 سنة بعد ذلك حتى تم عزل الهيليوم على الأرض.
الهيكل والإنصهار > الغلاف الجوي

المقالات الرئيسة: هالة الشمس حلقات الهالة
يُشار إلى أعلى الغلاف الضوئي من الشمس بالغلاف الجوي للشمس. ويمكن رصده بتلسكوب يعمل على الطيف الكهرومغنطيسي. يمكن تمييز خمس مناطق رئيسية في الغلاف الشمسي باستخدام أمواج الراديو أو أشعة غاما وهي : منطقة الحرارة المنخفضة والغلاف الملون ومنطقة الانتقال والهالة الشمسية والغلاف الشمسي. يُعتبر الغلاف الشمسي الطبقة الخارجية من الشمس حيث يتمدد الغلاف الشمسي بعد مدار بلوتو ليصبح غشاءاً شمسياً (غمد شمسي)، حيث تشكلت حدوده على شكل موجة صدمية في الوسط بين النجمي. تكون كلاً من الغلاف الملون ومنطقة الانتقال والهالة الأكثر حرارة من سطح الشمس. حتى الآن لم يبرهن السبب وراء ذلك، لكن يقترح أن أمواج ألففين لها الطاقة الكافية لتسخين الهالة
الطبقة الأقرب للشمس هي طبقة درجة الحرارة المنخفضة وتقع على ارتفاع 500 كم من الغلاف الضوئي، وتصل درجة الحرارة في هذه الطبقة إلى 4100 كلفن. وهذه الطبقة ذات درجة حرارة منخفضة بما فيه الكفاية لتدعم وجود جزيئات الماء وأحادي أكسيد الكربون وأمكن تحديد وجود هذين المركبين باستخدام الخطوط الطيفية.
تتموضع فوق طبقة الحرارة المنخفضة طبقة الغلاف الملون، وهي طبقة يبلغ سمكها حوالي 2000 كم مهيمن عليها من قبل خطوط الطيف. وسُميت بهذا الاسم لأنها تُرى كوميض ملون في بداية ونهاية كسوف الشمس. تزداد الحراة في هذه الطبقة تدريجياً مع الارتفاع لتصل إلى حرارة 20000 كلفن بالقرب من أعلى هذه الطبقة. يصبح الهيليوم في الجزء الأعلى من هذه الطبقة متأيناً جزئياً.
تتواجد طبقة رقيقة بسمك 200 كم تقريباً وهي منطقة الانتقال، تتميز هذه المنطقة بالارتفاع السريع لدرجة الحرارة بحيث ترتفع من 20000 كلفن في نهابة منطقة الغلاف الملون إلى 1000000 كلفن. ويساهم تأين كامل الهيليوم في هذه المنطقة من الزيادة السريعة لدرجة الحرارة بحيث تساهم بتقليل التأثير التبريدي الإشعاعي للبلازما. لا تحدث منطقة الانتقال كحالة على ارتفاع ما، إنما تشكل هالة ضوئية حول الكائنات الكروموسفيرية مثل الشوكات والشواظات، وهي في حركة فوضوية مستمرة. من السهل رؤوية منطقة الانتقال من الأرض، كما من السهل رؤيته من الفضاء باستخدام معدات حساسة للأشعة فوق البنفسجية.
تمتد الهالة للخارج، وهي بحد ذاتها أكبر من الشمس. تمتد الهالة بشكل مستمر إلى الفضاء مشكلةً الرياح الشمسية، والتي تملأ كل المجموعة الشمسية. تملك الطبقة السفلى من الهالة بالقرب من الشمس كثافة جسيمات تتراوح ما بين 1015 إلى 1016م−3. يتراوح متوسط درجة حرارة الهالة والرياح الشمسية 1,000,000–2,000,000 كلفن، على الرغم من الحرارة في المناطق الأسخن تتراوح ما بين 8,000,000–20,000,000. حتى الآن لا توجد نظرية لحساب حرارة الهالة، لكن بعضاً من الحرارة عرفت بواسطة إعادة الاتصال المغناطيسي.
الغلاف الشمسي عبارة عن تجويف حول الشمس ممتلئ ببلازما الرياح الشمسية ويمتد لما حوالي 20 ضعف من نصف قطر الشمس أو الحدود الخارجية للمجموعة الشمسية. تعرف حدوده الخارجية بأنه الطبقة التي يصبح بها تدفق الرياح الشمسية أسرع من أمواج ألففين. الاضطربات والقوى الديناميكية خارج هذه الحدود لا تأثر على شكل الهالة الشمسية ضمنها، لأن المعلومات يمكن أن تسافر فقط ضمن سرعة موجة ألففين. دائماً الرياح المنتقلة للخارج عبر الغلاف الشمسي تشكل حقلا مغناطيسيا شمسيا على شكل لولبي، حتى تصطدم بالغمد الشمسي على بعد 50 وحدة فلكية. مر مسبار فوياجر 1 بجانب موجة صدمية والتي يعتقد أنها جزء من الغمد الشمسي. كما سجل كل من مسباري فوياجر مستويات عالية من الطاقة عندما اقتربا من حدود الغلاف.
الهيكل والإنصهار > الفوتونات والنيوترينو

المقالة الرئيسة: إشعاع شمسي
يتم امتصاص فوتونات أشعة غاما عالية الطاقة التي تم إطلاقها في البداية مع تفاعلات الاندماج في القلب تقريبًا بواسطة البلازما الشمسية في المنطقة الإشعاعية. تحدث إعادة الانبعاث في اتجاه عشوائي وعادة في طاقة أقل قليلاً مع تسلسل الانبعاثات والامتصاص، يستغرق الإشعاع وقتًا طويلاً للوصول إلى سطح الشمس. تتراوح تقديرات وقت السفر إلى الفوتون ما بين 10،000 و170،000 عام. في المقابل، لا يستغرق الوصول إلى السطح سوى 2.3 ثانية بالنسبة للنيوترينو، التي تمثل حوالي 2٪ من إجمالي إنتاج الطاقة للشمس.
نظرًا لأن نقل الطاقة في الشمس هي عملية تنطوي على فوتونات في توازن ديناميكي حراري مع المادة، فإن النطاق الزمني لنقل الطاقة في الشمس أطول، في حدود 30000000 سنة. هذا هو الوقت الذي تستغرقه الشمس للعودة إلى حالة مستقرة، إذا كان معدل توليد الطاقة في جوهرها قد تغير فجأة.
يتم إطلاق النيوترينو أيضًا من خلال تفاعلات الاندماج في القلب، ولكن على عكس الفوتونات، فإنها نادراً ما تتفاعل مع المادة، بحيث يتمكن جميعهم تقريبًا من الفرار من الشمس. لسنوات عديدة كانت قياسات عدد النيوترينو المنتجة في الشمس أقل من نظريات مشكلة نيوترينو الشمس. تم حل هذا التناقض في عام 2001 من خلال اكتشاف آثار تذبذب النيوترينو: حيث تنبعث من الشمس عدد من النيوترينو التي توقعت النظرية بذلك، ولكن أجهزة الكشف عن النيوترينو كانت مفقودة في 2/3 الشمس لأن النيوترينو قد غيرت بحلول وقت اكتشافها.
الحقل المغناطيسي

للشمس مجال مغناطيسي يتغير عبر سطح الشمس. مجاله القطبي هو 1-2 غاوس (0.0001-0.0002 طن)، في حين أن الحقل عادة 3000 غاوس (0.3 طن) في الملامح الموجودة على الشمس والتي تسمى البقع الشمسية و 10-100 غاوس (0.001-0.01 طن) في بروزات الطاقة الشمسية.
الشمس نجم نشط مغناطيسياً. فهي تدعم التغيرات القوية والتي تتنوع من عام إلى آخر، وتغير الأتجاه كل أحد عشر عاماً حول الذروة الشمسية. يؤدي الحقل المغناطيسي الشمسي إلى تأثيرات عديدة تدعى بمجملها النشاط الشمسي من ضمنها البقع الشمسية على سطح الشمس والانفجارات الشمسية والتغيرات في الرياح الشمسية والتي تحمل المواد عبر المجموعة الشمسية.
يتضمن تأثير النشاط الشمسي على الأرض الشفق القطبي وتعطل الاتصالات اللاسلكية والطاقة الكهربائية، ويعتقد أن النشاط الشمسي يلعب دورا كبيرا في تشكل وتطور المجموعة الشمسية. كما يغير النشاط الشمسي تركيب الغلاف الجوي الأرضي الخارجي.
جميع المواد في الشمس تكون بالطور الغازي وبلازما نتيجة حرارة الشمس العالية. مما يجعل من السهل للشمس أن تدور أسرع عند خط الاستواء (حوالي 25 يوماً) منها في خطوط العرض الأعلى (حوالي 35 يوماً قرب القطبين). ويسبب الدوران التفاضلي للشمس مع الارتفاع تتشابك خطوط الحقل المغناطيسي مع بعضها البعض مما يسبب حلقات من الحقل المغناطيسي تنشأ من سطح الشمس وتؤدي إلى تشكيلات هائلة من البقع والانفجارات الشمسية. كما يسبب التشابك المغناطيسي هذا تأثير الدينامو الشمسي ودورة الأحد عشر عاماً للنشاط المغناطيسي الشمسي، حيث يعكس الحقل المغناطيسي الشمسي نفسه كل أحد عشر عاماً.
تحمل الرياح الشمسية الممغنطة الحقل المغناطيسي الشمسي معها مُشكلة ما يعرف باسم الحقل المغناطيسي البين كوكبي. وبما أن البلازما يمكنها أن تنتقل على طول خطوط الحقل المغناطيسي، يمتد الحقل المغناطيسي البين كوكبي بشكل قطري من الشمس، لأن الحقل المغناطيسي فوق وتحت خط الاستواء له نقاط قطبية مختلفة في الاتجاه أو بعيداً عن الشمس، وتوجد طبقة رقيقة من التيار الكهربائي عند مستوي خط الاستواء الشمسي، والتي تدعى تيار الغلاف الشمسي الدوري. يشابك دوران الشمس الحقل المغناطيسي والتيار الدوري على مسافة بعيدة على شكل حلزون أرخميدس مشكلةً بنية تدعى حلزون باركر.
الحقل المغناطيسي بين كوكبين أقوى بكثير من الحقل المغناطيسي الثنائي للشمس. وتتراوح قوة الحقل المغناطيسي الثنائي للشمس ما بين 50-400 ميكرو تسلا (عند الغلاف الضوئي) ويتناقص بنسبة عكسية مع مكعب المسافة ليصل إلى 0.1 نانو تسلا على مسافة تساوي بعد الأرض. في حين وحسب قياسات المسبارات الفضائية يكون الحقل المغناطيسي البين كوكبي على بعد الأرض يساوي 5 نانو تسلا.
الدورات الشمسية

المقالة الرئيسة: الدورة الشمسية
الدورات الشمسية > البقع الشمسية ودورات البقع الشمسية

عادةً عند رصد الشمس مع فلترة مناسبة، فإن البقع الشمسية من الملامح التي ترى بسرعة، والتي تعرف بأنها منطقة من سطح الشمس تبدو أغمق من محيطها بسبب درجة حرارتها المنخفضة. تكون البقع الشمسية منطقة ذات نشاط مغناطيسي شديد حيث يثبط النقل الحراري بالحمل بسبب الحقل المغناطيسي الشديد، مما يقلل من انتقال الطاقة من المناطق الأكثر حرارة. يسبب الحقل المغناطيسي تسخي كبير في الهالة، مما ينتج عنه مناطق تكون مصادر لشواظ شمسي شديد والانبعاث الكتلي الإكليلي. قد يبلغ مقطع بعض البقع الشمسية عشرات ألاف الكيلومترات.
عدد البقع الشمسية المرئية على الشمس غير ثابت، لكنه يتغير كل دورة مؤلفة من أحد عشر عاماً. في ادنى الدورة الشمسية عدد قليل من البقع يمكن رؤيته وأحياناً لا يمكن رؤية أي بقعة ويكون أغلبها عند خطوط العرض العليا. مع تقدم الدورة الشمسية يزداد عدد البقع الشمسية وتتحرك نحو خط الاستواء، هذه الظاهرة توصف بواسطة قانون سبورير. عادةً ما تنشأ البقع الشمسية بين زوجين من الأقطاب المغناطيسية. تتبدل الأقطاب المغناطيسية كل دورة شمسية، بذلك كل قطب مغناطيسي شمالي في دورة يتحول إلى قطب جنوبي في الدورة التالية.
تؤثر الدورة الشمسية بشكل كبير على مناخ الفضاء، إضافة إلى تأثيرها الكبير على مناخ الأرض حيث أنه لضياء الشمس علاقة كبيرة مع النشاط المغناطيسي. يميل النشاط الشمسي عند أدنى الدورة إلى أن يكون مرتبطاً مع درجات الحرارة الأخفض، في حين أكثر من متوسط الدورة يرتبط بدرجات الحرارة الأعلى. في القرن السابع عشر بدا أن الدورة الشمسية قد توقفت لعدة عقود فعدد قليل من البقع لوحظ خلال هذه الفترة مما أدى إلى نشوء ما عُرف بالعصر الجليدي الصغير، فشهدت أوروبا درجات الحرارة الباردة على نحو غير عادي. وقد تم اكتشاف الحرارة الدنيا من خلال تحليل حلقات جذوع الأشجار ويبدو أنها قد تزامنت مع أقل من متوسط درجات الحرارة العالمية
الدورات الشمسية > احتمالية الدورة طويلة الأمد

توجد نظرية تدعي أن هناك عدم استقرار مغناطيسي في نواة الشمس تسبب تقلبات مع فترات طويلة من السنوات تتراوح ما بين 41000 إلى 1000000 سنة. يمكن لهذه النظرية أن توفر أفضل تفسير للعصور الجليدية من دورات ميلانكوفيتش.
دورة حياة الشمس > التشكيل

تشكلت الشمس قبل حوالي 4.57 مليار سنة نتيجة انهيار قسم من سحابة جزيئية عملاقة والتي كانت تحتوي في معظم تركيبها على الهيدروجين والهيليوم، ومن الممكن أن تكون هذه السحابة قد شكلت نجوماً أخرى. وقد قدر هذا العمر استناداً إلى النمذجة باستخدام الحاسوب لتقدير الطور النجمي ومن خلال علم التسلسل الزمني الكوني أيضاً. كانت النتائج منسجمة مع بيانات التأريخ الإشعاعي لمواد قديمة من المجموعة الشمسية.
كشفت الدراسات على النيازك القديمة آثار نوى مستقرة من النظائر قصيرة العمر مثل الحديد-60 والذي يتشكل فقط في انفجارات قصيرة المدى للنجوم. ويؤشر هذا إلى أنه يجب أن ينفجر مستعر أعظم أو اثنين بالقرب من مكان تشكل الشمس. ومن المحتمل بأن الموجة الصدمية الناتجة عن انفجار المستعر الأعظم قد حثت على تشكل الشمس عن طريق ضغط الغازات ضمن السحابة الجزيئية، وتسببت بانهيار داخل السحابة في منطقة ما تحت تأثير جاذبيتها. الجزء المنفصل من السحابة المنهارة بدأ بالدوران بسبب مصونية الزخم الزاوي وبدأت حرارته بالازدياد مع ارتفاع الضغط، نتيجة لذلك تجمعت معظم الكتلة في المركز، بينما طارت البقية لخارج القرص والتي شكلت الكواكب وبقية النظام الشمسي. ولد الضغط والحرارة في نواة السحابة المنفصلة كمية كبيرة من الحرارة كما تراكم مزيد من الغاز من محيط القرص، أخيراً تسبب ذلك ببدأ التفاعلات النووية وبذلك ولدت شمسنا.
دورة حياة الشمس > التسلسل الرئيسي

تعتبر الشمس الآن في منتصف عمرها كنجم نسق أساسي، وخلال هذه المرحلة يكون تفاعلات هيدروجينية تحول الهيدروجين إلى الهيليوم.
ففي كل ثانية يتحول أكثر من مليون طن من المادة إلى طاقة ضمن نواة الشمس منتجةً نيترونات وإشعاعات شمسية، هذه النسبة تعادل تحويل ما يقارب من 100 ضعف من كتلة الأرض إلى طاقة. تقضي الشمس في مرحلة النسق الأساسي منذ بدايتها وحتى نهايتها حوالي 10 مليار سنة.
لا تملك الشمس كتلة كافية لتنفجر كمستعر أعظم، وبدلاً من ذلك فإنه بعد 5 مليار سنة ستدخل في طور عملاق أحمر، حيث ستمتد الطبقات الخارجية منها بسبب نفاد وقود الهيدروجين في النواة وستتقلص النواة وتسخن.
سيستمر اندماج الهيدروجين حول النواة الحاوية على الهيليوم والتي ستتمدد بشكل مستمر طالما هناك إنتاج للهيليوم. حالما تصل درجة حرارة النواة إلى 100 مليون كلفن يبدأ اندماج الهيليوم وإنتاج الكربون لتدخل الشمس طور عملاق مقارب. يتبع مرحلة العملاق الأحمر نبضات حرارية شديدة تسبب تخلص الشمس من طبقاتها الخارجية وتشكيل سديم كوكبي. الشيء الوحيد الذي يبقى بعد قذف الطبقات الخارجية هي النواة الحارة، والتي ستبرد ببطأ وتضمحل لقزم أبيض خلال مليارات السنين. وهذا هو سيناريو تطور النجوم متوسطة الكتلة.