لکه خورشیدی
نحوهٔ کشف و مشخصات

پیش از سال ۱۶۱۵ میلادی اروپاییان عقیده داشتند که خورشید یک کرهٔ تابناک و بی‌لکه باشد.
در آن سال گالیله پیک نجومی خود را چاپ کرد که در آن وجود لکه‌های تاریک (لکه‌های خورشیدی) در سطح خورشید را گزارش کرد و نشان داد که لکه‌های خورشیدی پدیده‌های شیدسپهری (سطح مرئی خورشید) می‌باشند؛ که از اطراف شیدسپهر تاریک‌تر هستند. تاریک‌ترین قسمت یعنی ناحیهٔ مرکزی تمام سایه را می‌سازد. لکه‌های خورشیدی کوچک از روزنه‌هایی که بزرگ‌تر از سطوح تاریک معمول میان دانه‌های روشن هستند گسترش می‌یابند. اگر چه بیشتر روزنه‌ها و لکه‌های کوچک خیلی زود تجزیه می‌شوند اما بعضی از آن‌ها به لکه‌های واقعی عظیم تبدیل می‌گردند بزرگ‌ترین لکهٔ تاریک دارای قطر تمام سایه ۳۰٬۰۰۰ کیلومتر و قطرهای ناحیهٔ نیم‌سایه بیشتر از دو برابر این مقدار است. از این رو گاهی هنگام غروب آفتاب که خورشید رنگ پریده می‌گردد می‌توان بدون نیاز به تلسکوپ هم به وجود این لکه‌ها پی برد.
هر لکه از دو قسمت تشکیل می‌شود. یک قسمت مرکزی که رنگ آن تیره است و دیگری اطراف لکه که رنگ آن نسبت به مرکز روشن‌تر است. ظهور هر لکه در سطح خورشید موقتی است و با ایجاد و وسعت عمل آن در یک مدت زمانی به تدریج محو می‌شود. نحوهٔ از میان رفتن آن به این ترتیب است که روشنی اطراف لکه، به تدریج هستهٔ آن را احاطه کرده و به مرکز نزدیک می‌شود و کاملاً منطقهٔ تیره‌رنگ را نابود می‌کند.
اما بر طبق اسناد و مدارک ثابت‌شده اکنون آشکار است که منجمان چینی لااقل در سال 28 قبل از میلاد آنها را رصد کرده بودند و به احتمالی برهمن‌های مُغ یعنی بازماندگان سیستانی‌های آفتاب‌پرست، منجمان چینی را در این امر راهنما، آموزگار و مددکار بوده‌اند.
در مورد لکه‌های خورشیدی نظرهای گوناگونی ارائه شده‌است که مهم‌ترین آن‌ها نظریهٔ اورشید دانشمند معروف سوئدی است. بر اساس این نظریه، قسمتی از داخل خورشید، به شکل یک جریان به سمت خارج آن حرکت می‌کند و پس از رسیدن به سطح، مانند چتری پراکنده می‌شود و چون بر اثر این عمل فشار و حرارت آن کاسته می‌شود، کمی فشرده و سرد گشته و به شکل لکه‌های تیره‌رنگی در سطح خورشید باقی می‌ماند و به تدریج از میان می‌رود.
مهم‌ترین مشخصهٔ لکهٔ خورشیدی میدان مغناطیسی آن می‌باشد؛ که از حدود ۰٫۱ T تا میدان‌های قویتر ۰٫۴ T اندازه‌گیری شده‌اند و باعث می‌شوند از انتقال انرژی به شیدسپهر از طریق جابجایی، جلوگیری شود. از این روست که لکهٔ خورشیدی سردتر از محیط اطرافش می‌باشد. یک لک خورشیدی دارای قطبش مغناطیسی می‌باشد که لکه‌ها را در دو سوی قطب مغناطیسی جمع می‌کند اما ممکن است استثنائاتی وجود داشته باشد که ناحیهٔ مغناطیس دوم پراکنده باشد و فقط یک لک خورشیدی دیده شود.
تعداد لکه‌های خورشیدی متأثر از زمان است و با زمان تغییر می‌کند و برای بیشترین و کمترین تعداد لکه‌ها یک چرخه‌ای به‌طور متوسط یازده سال را در نظر گرفته‌اند.
وضع خورشید همیشه مانند ۲۰۰ سال گذشته یکنواخت نبوده‌است. بین سال‌های ۱۶۴۵ و ۱۷۱۵ هیچ لکهٔ خورشیدی ثبت نشده‌است!
در خلال حداقل لکه‌های خورشیدی طوفان‌های مغناطیسی و جلوه‌های شفقی که معمولاً در کشورهای اروپای شمالی فراوانند در طی این دوره تناوب ۷۰ ساله واقعاً ناپدید شدند. در سال ۱۷۱۵ که فعالیت‌های خورشیدی مجدداً ظاهر شدند، جلوه‌های شفق در مکان‌هایی مثل استکهلم و کپنهاگ باعث نگرانی شدند.
بیش از ۵۰ سال روی رابطهٔ میان چرخهٔ ۱۱ ساله لکه خورشیدی و محیط زمین مطالعه شده‌است. ویلیام هرشل روی لایه‌های حلقوی تنه درختان که به صورت ۲۰ تایی تاریخگذاری شده بودند، یک تغییر چرخه‌ای در رشد درختان کشف کرد. طی هر دهه یا دو دهه رشد سالانه درختان آهنگی تند و سپس آهنگی کند را داشت. در آخر نیمه قرن ۱۷ این تغییر چرخه همیشگی وجود نداشت این دوره تناوب متناظر با کمینه ماندر در دوره لکه خورشیدی است. مطالعات نشان داده‌است که در ۵۰۰۰ سال گذشته فعالیت خورشیدی مانند کمینه ماندر با دوازده نوسان همراه بوده‌است. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که اثرات مستقیم دوره لکه خورشیدی در هوای روز اندک است و لیکن تغییرا ت بلند مدت فعالیت خورشیدی ممکن است در آب و هوای زمین اثر بگذارد. کمینه ماندر در اواخر قرن ۱۷ با بدترین سرمای عصر یخبندان کوچک که اروپا را فلج کرد مصادف شد. رابطه بین فعالیت خورشیدی و محیط زمین مسئله مشکلی است و اغلب با بحث‌های گرم همراه است؛ ولی آنقدر مهم است که نمی‌توان از آن چشم پوشی کرد.