日冕的大小
日冕有多大？這個問題很難確切回答。日冕沒有明確的邊界，可以延伸到非常遠的空間。不久前有人用射電望遠鏡觀測蟹狀星雲，發現由於太陽的視運動，當太陽走到蟹狀星雲方向附近時，蟹狀星雲的射電角直徑增加了，這是因為日冕的電子散射蟹狀星雲的射電輻射。這個現象不難理解，難能可貴的是它導致一個驚人的結果：日冕伸展到光球外麵大約15個太陽半徑。它比光學觀測所看到的外冕要大得多。這個最外層的太陽大氣叫做超冕。
在超晃外麵的行星際空間也不是真空地帶。讀者或許看見過，在黎明或黃昏，太陽附近有整片的輝光，這稱為黃道光。黃道光是由於日地空間的塵埃物質散射太陽光產生的。值得注意，日冕和黃道光的亮度分布可以銜接起來。這意味著，從外冕、超冕到日地空間，很難劃出明顯的界限。換句話說，從太陽到地球的廣泛空間是聯成一片的。從前，人們隻能通過彗星、黃道光、流星雨……來間接地推測日地空間的一些性質，因此過去隻有一點很模糊的認識。從1957年開始，人類邁進宇宙空間，隨著一係列人造天體發射成功，可以用各種儀器來直接研究日地空間，先後發現了太陽風、行星際扇形磁場等生動精彩的現象。
太陽黑子之謎
在太陽照片上，可能大家已經注意到那些成群的暗黑斑點了。這些暗黑斑點叫太陽黑子。它們比較大也比較明顯，在早晨、黃昏或風沙蔽日的時候，用肉眼可以直接看到黑子模糊的外形。這是古代在日麵上唯一能看到的標誌了。後羿射日傳說中的三腳烏鴉應該就是指的太陽黑子。我國古代關於黑子的記錄中也有類似的描述，漢初《淮南子·精神訓》中記載“日中有蹲鳥”。不過現在世界上公認最早的黑子記錄是《漢書·五行誌》所記載的”漢成帝河平元三月乙未，日出黃，有黑氣大如錢，居日中央”。從漢朝起到明末，我國史籍有上百次的黑子記錄。
黑子中部暗黑的核心叫本影。邊緣稍亮，叫半影。黑子經常成對或成群出現。它在日麵的位置集中分布在太陽赤道兩邊45°的區域。黑子的實際大小相當可觀，小的直徑約長1000千米，大的直徑可達20萬千米，比地球直徑大15倍。
一群黑子的形態也在不斷發展變化。一般最早出現時隻是一個很小的黑點，幾天後就出現了半影。以後，它們就像初生雙胞胎一樣慢慢地長大了，麵積增加了，周圍又出現了許多小黑點，結構變得更複雜了。於是，成了一個龐大的黑子群。以後黑子群逐漸衰老，周圍黑點減少，麵積縮小，直到最後消失。不過，不是所有黑子都經曆這樣一個完整的演化過程。有的黑子出現不久很快就消失了。壽命最長的黑子可以存在幾十天。
如果我們每天都注意同一群黑子，就會發現它們的位置在一天天由東向西移動。一群長壽命的黑子在太陽西邊緣消失後，再過十幾天又會從太陽東邊緣轉了回來。這說明太陽本身的自轉。太陽自轉有多快呢？觀測太陽不同緯度處的黑子位移情況，發現太陽不同緯度的自轉速度不同，赤道處最快周期約為25天。在南、北緯30°的地方，自轉周期26.2天。越靠近兩極區域，自轉角速度越慢。
係統的太陽黑子觀測從17世紀初期就開始了。觀測發源現，不同年份黑子的多少、麵積的大小都不一樣。有些年份黑子活動頻繁，數目多，麵積也大；而有些年份，黑子卻很少，甚至幾個月也不出現一個黑子。根據大量的觀測資料總結出黑子活動有周期性，從一次活動極大到下一次活動極大平均相隔11年。
黑子為什麼是黑的？它為什麼常成對出現？這些問題有的直到現在也還沒有徹底解決。黑子並不真是黑顏色的，隻是它的溫度（4500K）比光球溫度（6000K）低，在亮背景下就顯得暗了。那麼，黑子為什麼會比光球冷呢？據分析這和黑子的磁場有關。
觀測表明，黑子有很強的磁性。黑子的磁場強度一般可達到三四千高斯1高斯=10-4特，比我們地球的磁場強幾千倍（地球磁場強度還不到1高斯）。一對黑子的磁性剛好相反，一個是N極（磁北極），另一個S極（磁南極），就像一個磁鐵的兩極一樣。我們可以做一個小實驗。在一個馬蹄形磁鐵上放一塊玻璃板，上麵撒滿鐵屑，振動鐵屑，就會看到鐵屑排列成有秩序的花紋，這些花紋顯示出磁力線的方向。磁力線從N極出發，進入S級。我們再看看黑子磁場的剖麵圖，原來極性相反的一對黑子就像馬蹄形磁鐵的兩極一樣。磁力線從一個黑子（N極）出發，進入另一個黑子(S極)並且向空間擴展。
關於黑子溫度低於光球溫度的原因，有兩種不同的看法。早一些的說法認為是黑子的磁場阻礙了深處熱量向上傳輸造成黑子低溫。近年又提出另一種看法，認為黑子變冷是由於黑子中能量沿磁力線大量轉移到黑子之外造成的。
光球上，在黑子附近還可看到一縷縷明亮的區域，稱為光斑。它的溫度比光球的稍高，所以顯得明亮。光斑也是光球上的活動現象，也有11年的周期。
壯觀的日珥
1842年7月8日日全食時，英國天文學家貝利趕到意大利觀測。在他的觀察說明中寫道：“3個碩大的深紅色火焰包圍在遮暗的太陽四周，組成燦爛光環。這些突出物是什麼呢？是火山呢？還是光斑？”貝利的文章發表後，引起天文學家的極大興趣。大家都不知道這紅色火焰是什麼東西，有人認為是太陽上的山巒，甚至不少人認為這是觀察疲勞了的錯覺。1851年，歐洲又發生了日食，這次又看到了這紅色突出物。甚至有人看出，突出物的外形是在慢慢變化著的，然而多數天文學家仍有懷疑。真正確認太陽本身具有火紅噴焰是在1860年。這年1月18日日全食發生時拍攝到了第一張紅色噴焰照片，稱它為日珥。
日珥變化萬千，有的像浮雲；有的似噴；還有的像圓環、拱橋；有的像核彈爆炸後形成的蘑菇雲。一些日珥長時間地停留在那裏不動。大多數日珥變化較快，有的從某一點上升，過一段時間又從原路返回；有的把物質從一個日珥噴向另一個日珥；有的像龍卷風一樣，氣流沿著螺線上升，速度可達每秒幾十千米，高度能上升到3萬~10萬千米。最壯觀的要算巨大的爆發日珥了。大的爆發日珥上升速度可超過700千米/秒，上升高度可達150萬千米。
日珥活動周期也為11年，黑子多的年份，日珥活動也多。有的活動日珥就在黑子上空，像黑子上長起來的一盆花草。環狀日珥物質沿環的兩邊向下降落，它們很可能是在沿黑子磁力線運動。可以說，日珥的生成和變化都是等離子體在複雜的磁場中運動造成的。
為什麼我們平時看不到日珥呢？原來日珥產生於光球之上的色球。色球是由非常稀薄透明的物質構成的。它發出微弱的紅光，平時被光球耀眼的光輝淹沒了。隻有在日全食時，當明亮的太陽光球被擋住的瞬間，我們才能看到它。
為了在平時也能觀測色球和日珥，科學工作華製造了特殊的儀器，叫色球層望遠鏡。它那特製的濾光片隻讓色球發出的單色光通過，這梓我們在這種望遠鏡中看到的就隻是色球了。
太陽色球是什麼樣子呢？在色球層望遠鏡中，我們可以看到一個熊熊燃燒的火球。它顏色鮮紅，邊緣不像光球那樣清晰整齊，而是布滿細小的“火舌”，我們叫它針狀體。這些針狀體高度可達6000~10000千米，整個日麵大約有25萬個。色球表麵也不均勻，布滿網絡狀結構。在色球照片上，還可看到大塊增亮或暗的區域，我們叫它譜斑。譜斑是色球上的活動現象。