Mặt trời có từ trường rất mạnh và phức tạp, từ trường tại một điểm trên bề mặt trung bình vào khoảng 1 Gauss gấp hai lần từ trường Trái đất. Từ trường Mặt trời mở rộng ra không gian và đến tận hành tinh xa nhất (Pluto), được gọi là từ trường liên hành tinh IMF (Interplanetary Magnetic Field), khi gió mặt trời phát ra đi vào không gian vũ trụ mang theo IMF đến các hình tinh tương tác với từ trường của các hành tinh tạo nên hiện tượng cực quang.
Từ trường đóng một vai trò quan trọng trong hầu hết các khía cạnh hoạt động của Mặt Trời (các vết đen, trường sáng, BNMT, CME, gió mặt trời, và tính chất của quầng nhật hoa).
Việc giải thích nguồn gốc và bản chất từ trường của Mặt trời còn là một câu hỏi lớn và nan giải với giới khoa học. Việc tìm hiểu từ trường Mặt trời liên quan đến việc nghiên cứu hoạt động Mặt trời. Ngày nay, nhờ sử dụng lý thuyết từ thuỷ động học (Magneto- hydro- dynamics: MHD), người ta nhận thấy rằng từ trường Mặt trời có nhiều biến động hơn từ trường Trái đất, đồng thời được chia thành các thành phần sau: từ trường tổng (Global), từ trường mạng (Network), từ trường của các dạng hoạt động Mặt trời.
Bảng 1.3. Các dạng từ trường Mặt trời
Tên Giá trị (Tesla)
Từ trường tổng 0,0001
Từ trường mạng Từ trường của VĐMT Từ trường của trường sáng
0,002 0,2 0,02
Từ trường tổng của Mặt trời là một từ trường yếu trong tất cả các dạng từ trường, có sự phân cực Bắc –Nam, từ trường tổng thay đổi theo chu kỳ 11 năm, nó có thể là sự tổng hợp những tàn dư của từ trường còn sót lại vào giai đoạn cực tiểu của mỗi chu kỳ, sau mỗi chu kỳ lại có sự đảo cực từ, điều này liên quan đến chu kỳ 22 năm của HĐMT. Như vậy, chu kỳ hoạt động thực sự của Mặt trời là 22 năm và chu kỳ vết đen 11 năm mà tôi sẽ khảo sát sau đây được xem là một phần riêng của chu kỳ hoạt động năng lượng từ trường của Mặt trời2T.
Từ trường của vết đen là mạnh nhất của Mặt trời, Mặt trời được xem là một nam châm khổng lồ với các đường sức từ xuyên qua nó và ló ra ở gần các cực từ Bắc và Nam. Do Mặt trời chuyển động vi sai làm kéo, dãn, xoắn, trộn các đường sức từ thành những vòng sức từ, một số ló ra ở bề mặt Mặt trời hình thành nên các vết đen Mặt trời, vành khí và tai lửa.
Ở nhật hoa từ trường tạo nên một mạng lưới phức tạp. Các đường sức từ liên kết giữa các vết đen trong nhóm và giữa các nhóm vết đen tạo thành những vòng dây từ trường có cực từ Bắc –Nam gọi là các đường sức đóng, những đường sức từ còn lại gần như thẳng góc với bề mặt Mặt trời gọi là đường sức mở. Ở vị trí những đường sức mở là hốc nhật hoa, thường xuất hiện ở vùng cực.
Hình 1.21. Mô hình giải thích sự hình thành VĐMT (Internet) Magnetic Flux: đường sức từ
Do Mặt trời có cấu trúc lớp, mỗi lớp lại chuyển động với vận tốc khác nhau nên những đường sức từ bị xoắn chặt vào nhau tạo thành những bó cuộn đường sức từ, đây chính là nguyên nhân gây nên hiện tượng bùng nổ Mặt trời, bản thân những bó đường sức từ này là những dòng plasma, khi các đường vòng xoắn chặt vào nhau có thể xảy ra hiện tượng phun trào plasma (CME).