จุดดับบนดวงอาทิตย์ (sunspot)

จุดดำบนดวงอาทิตย์ (sunspot) เป็นปรากฏการณ์บนพื้นผิวดวงอาทิตย์ที่สังเกตได้ง่ายที่สุด จึงไม่น่าแปลกใจที่มันจะถูกค้นพบมาตั้งแต่สมัยของกาลิเลโอแล้ว จุดดำบนดวงอาทิตย์เมื่อมองผ่านแผ่นกรองแสงจะมีลักษณะเป็นจุดสีดำขึ้นประปรายอยู่บนผิวหน้าของดวงอาทิตย์ คล้ายกับดวงอาทิตย์ตกกระ ซึ่งสามารถมองเห็นได้ง่าย ๆ โดยการใช้ฉากรับภาพจากกล้องโทรทรรศน์หรือกล้องสองตา
จุดดำบนดวงอาทิตย์เกิดขึ้นที่ชั้นโฟโตสเฟียร์ เช่นเดียวกับ แกรนูล (ลักษณะที่เป็นเม็ด คล้ายฟองที่เดือนพล่านบนผิวของดวงอาทิตย์) ขนาดของจุดดำมีตั้งแต่เท่ากับแกรนูลฟองเดียว หรืออาจจะใหญ่กว่านั้น และอาจมีการรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกจนมีพื้นที่หลายพันล้านตารางกิโลเมตร โครงสร้างของจุดดำบนดวงอาทิตย์มิได้มีลักษณะดำมืดแต่เพียงอย่างเดียว หากพิจารณาดูดี ๆ แล้ว จะพบว่าแต่ละจุดจะมีลักษณะซ้อนกันสองชั้น โดย จุดดำชั้นใน (umbra) จะมีสีดำเข้ม ส่วนจุดดำชั้นนอก (penumbra) ซึ่งล้อมรอบอยู่จะมีลักษณะจางกว่าและมีริ้วลายเป็นเส้นในแนวรัศมี ดูเผิน ๆ แล้วจุดดำของดวงอาทิตย์จะคล้ายกับลูกตาดำของคน โดยจุดดำชั้นในแทนรูม่านตาส่วนชั้นนอกแทนม่านตา โดยทั่วไปแล้วพื้นที่ส่วนจุดดำชั้นนอกมักมีพื้นที่มากกว่า บางครั้งอาจมากถึง 80% ของพื้นที่จุดดำทั้งหมด บริเวณจุดดำชั้นนอกเป็นบริเวณที่มีการไหลของแก๊สจากบริเวณจุดดำชั้นในไปสู่พื้นที่นอกจุดดำ เมื่อแก๊สไหลออกไปนอกจุดดำชั้นนอกแล้วก็จะเปลี่ยนทิศพุ่งขึ้นตั้งฉากกับผิวของดวงอาทิตย์จนถึงชั้นโครโมสเฟียร์ (บรรยากาศที่อยู่เหนือพื้นผิวของดวงอาทิตย์) หลังจากนั้นจึงย้อนกลับพุ่งลงในใจกลางของจุดดำอีกครั้งเป็นวัฏจักรต่อไป

การกระจายตัวของจุดดำนั้น มักพบว่าจุดดำมักเกิดขึ้นเป็นคู่หรือรวมกลุ่มเป็นกระจุกใหญ่จำนวนมาก ๆ แต่จุดดำคู่จะพบได้มากกว่า ส่วนจุดดำที่ขึ้นเดี่ยว ๆ จะไม่พบมากนัก นอกจากนี้ยังพบว่าจุดดำบนดวงอาทิตย์มีการเกิดขึ้นและสลายตัวตลอดเวลา โดยปรกติแล้วจุดดำแต่ละจุดจะมีอายุประมาณไม่เกินสองสัปดาห์ แต่ก็อาจมีบางจุดที่มีอายุยาวนานนับเดือนก็เป็นได้
ถึงแม้ว่าจุดดำชั้นในจะเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดบนดวงอาทิตย์จนมองเห็นเป็นสีดำสนิท แต่มันก็ยังมีอุณหภูมิสูงถึง 4,000 เคลวิน ในความเป็นจริง แก๊สที่มีอุณหภูมิขนาดนี้จะมีความสว่างมาก แต่สาเหตุที่เราเห็นเป็นสีดำนั้นเนื่องจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์โดยรอบจุดดำหรือโฟโตสเฟียร์มีความสว่างมากกว่ามาก เพราะมีอุณหภูมิสูงถึง 6,000 เคลวินนั่นเอง ดังนั้นคำว่า "จุดดำ" คงจะไม่ตรงตามความจริงเท่าใดนัก เพราะจุดมันไม่ดำจริง ๆ ส่วนบริเวณจุดดำชั้นนอกนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าโฟโตสเฟียร์เพียงเล็กน้อย คือประมาณ 5,600 เคลวิน
ในขณะที่ความสว่างของจุดดำบนดวงอาทิตย์จะน้อยกว่าที่อื่น ๆ แต่สนามแม่เหล็กบริเวณนี้กลับมีความเข้มข้นสูงมาก เราพบว่าสนามแม่เหล็กจะมีทิศจะพุ่งออกจากจุดดำพร้อม ๆ กับนำเอาแก๊สๆ ร้อนจัดจากภายใต้พื้นผิวดวงอาทิตย์ขึ้นมาด้วย สนามแม่เหล็กที่จุดดำอาจมีความเข้มสูงถึง 0.2 - 0.4 เทสลา (1 เทสลาเท่ากับ 10,000 เกาสส์) รูปร่างและทิศทางของสนามแม่เหล็กจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของกลุ่มของจุดดำเหล่านี้ กล่าวคือ บริเวณที่มีจุดดำเป็นคู่ สนามแม่เหล็กจะพุ่งขึ้นออกจากจุดดำจุดหนึ่งสู่บรรยากาศชั้นบนเหนือโฟโตสเฟียร์ แล้วเลี้ยวโค้งวกกลับลงสู่จุดดำอีกจุดหนึ่งที่อยู่คู่กัน จุดดำสองจุดนี้จึงมีขั้วแม่เหล็กที่ตรงข้ามกันเสมอ เหมือนกับแม่เหล็กแบบเกือกม้าที่ติดอยู่บนผิวดวงอาทิตย์ เราเรียกสนามแม่เหล็กรูปร่างแบบนี้ว่า สนามแม่เหล็กแบบ ไบโพลาร์

ไบโพลาร์ (bipolar)
บริเวณที่มีจุดดำรวมกลุ่มกันเป็นกระจุกขนาดใหญ่จะมีรูปร่างของสนามแม่เหล็กที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่ยังคงเป็นสนามแม่เหล็กปิดเช่นเดียวกับสนามแม่เหล็กแบบไบโพลาร์ ส่วนจุดดำที่เป็นจุดเดียวโดด ๆ ไม่รวมกลุ่มหรือเข้าคู่กับจุดดำอื่น ๆ สนามแม่เหล็กจะพุ่งออกจากจุดดำชั้นในและสาดออกไปสู่อวกาศโดยไม่วกกลับเข้ามา เรียกว่าเป็นสนามแม่เหล็กเปิด ซึ่งเป็นช่องทางที่มวลสารจำนวนมากดวงอาทิตย์พุ่งทะลักสู่อวกาศ และเป็นส่วนหนึ่งของการเกิดลมสุริยะ