Il existe deux types de rayonnement solaire très différents : le rayonnement électromagnétique et l'émission de particules.
Les ondes électromagnétiques émises par le Soleil n'atteignent que partiellement la surface de la Terre, les autres sont absorbées par l'atmosphère. Cette dernière possède deux fenêtres de transparence : une fenêtre optique et une fenêtre radio. A travers la fenêtre optique passe un rayonnement d'une longueur d'onde de 3000 à 10 000 A - c'est approximativement le rayonnement que nous percevons comme lumière visible (1 A = 1 angstrom = 10-7 mm). Outre les rayons thermiques tangibles d'une longueur d'onde allant jusqu'à 1 cm, les ondes radio de 1 cm à 10 m font également partie des ondes qui atteignent la surface de la Terre. La recherche radiologique sur ces ondes est menée par toute une branche de l'astronomie moderne, la radioastronomie, qui est décrite plus en détail ci-dessous. Les sensations de couleur se produisent dans l'œil en réponse à la perception de la lumière à différentes longueurs d'onde. La couleur des ondes les plus courtes (environ 400 millionièmes de millimètre) est pourpre ; les ondes encore plus courtes dans la partie invisible du spectre sont appelées rayonnement ultraviolet. La sensation de rouge est causée dans nos yeux par le rayonnement de grandes longueurs d'onde (environ 800 millionièmes de millimètre). Même les longueurs d'onde de rayonnement plus longues sont appelées infrarouges ou thermiques ; elles sont également invisibles pour nous. Le rayonnement ultraviolet est presque entièrement absorbé par l'atmosphère. Si l'atmosphère était transparente aux rayons ultraviolets, la vie sur Terre ne pourrait pas exister sous les formes que nous connaissons. Déjà dans les petites quantités de rayons ultraviolets que nous recevons, nous ressentons parfois "l'effet nocif : avec une exposition intense au soleil, sa composante ultraviolette affecte notre peau, provoquant l'apparition du bronzage.
Émission de particules
L'émission de particules (rayonnement corpusculaire), contrairement au rayonnement électromagnétique, est l'émission des plus petites particules de matière, fragments d'atomes d'hydrogène, qui s'éloignent du Soleil à une vitesse de 100 à 2000 km/sec. Ils atteignent les couches supérieures de l'atmosphère terrestre (ionosphère) et font apparaître des lumières polaires spectaculaires à haute altitude. En plus des lumières polaires, il y a un autre phénomène. En raison des changements physiques dans les atomes et les molécules des couches correspondantes, qui se produisent sous l'influence d'un fort rayonnement ultraviolet du Soleil, ces couches deviennent "transparentes" pendant un certain temps pour les ondes radio courtes, c'est-à-dire qu'elles ne reflètent plus les ondes radio courtes envoyées par la Terre, et rendent donc impossible la communication sur ondes courtes. Les rayonnements corpusculaires et ultraviolets, ainsi que les perturbations de radiocommunication qu'ils provoquent, deviennent particulièrement forts lorsque certains processus à court terme, appelés éruptions solaires, commencent à se produire dans le Soleil.
Phénomènes d'activité solaire
L'activité solaire s'exprime dans divers phénomènes. Les plus remarquables et les plus connus sont les taches solaires. Ils peuvent être observés à l'aide de simples aides optiques. Les taches qui nous semblent être des taches foncées ou des zones sombres à la surface du Soleil sont des zones où les températures sont plus basses que la matière environnante de la photosphère. On peut les appeler des tourbillons de gaz aux proportions énormes. Ils apparaissent souvent en groupes pouvant atteindre 200 000 km au total, soit 15 fois le diamètre de la Terre. Les taches dans les groupes ne sont pas toujours égales en nombre et en taille. Il y a des années où la fréquence des nappes augmente et diminue. Il a été établi que l'abondance des nappes change en moyenne avec une période moyenne de 11 ans. Tous les 11 ans, les nappes sont grandes et nombreuses (nappes maximales) ; il y a des intervalles de temps entre ces périodes avec une fréquence de nappes réduite (minimum). Comme les éclosions à proximité des taches solaires produisent un rayonnement ultraviolet et corpusculaire particulièrement fort, les lumières polaires et les perturbations de la communication radio sont particulièrement intensifiées pendant la période d'activité maximale des taches solaires. Cependant, les prévisions des astrologues, qui attribuent l'activité solaire maximale au risque accru de guerre et d'épidémies, sont erronées ; elles n'ont aucune base scientifique.
Les torches, zones de luminosité accrue (particulièrement visibles sur les bords légèrement plus foncés du disque solaire), apparaissent souvent comme des veines claires à proximité des taches. Il peut s'agir de zones surchauffées de couches supérieures de l'atmosphère solaire avec un rayonnement accru.
Les éclairs sont des phénomènes très puissants et de courte durée, dans la plupart des cas dans ou autour de grands groupes de taches. Ils émettent de puissants rayons ultraviolets, rayons X et corpusculaires, responsables des perturbations de l'ionosphère et de la lumière polaire de la Terre mentionnées ci-dessus.
Les protubérances sont une autre expression de l'activité solaire. Il s'agit ici de nuages de gaz chauds projetés à haute altitude. Elles se brisent parfois bien au-delà de la chromosphère et peuvent atteindre plusieurs centaines de milliers de kilomètres. La fréquence des protubérances et des torches change également avec l'âge d'environ 11 ans. Ils peuvent être observés non seulement avec une éclipse solaire complète, mais aussi à l'aide de dispositifs spéciaux.
Par expérience, nous connaissons les mouvements du soleil tels que nous les voyons, c'est-à-dire les mouvements apparents. Le mouvement quotidien du Soleil d'est en ouest est dû, comme cela a déjà été dit, à la rotation de la Terre sur son axe d'ouest en est. Selon la période de l'année, nous voyons le Soleil à midi, parfois plus haut ou plus bas au-dessus de l'horizon. C'est une conséquence de sa motion annuelle. Mais même ce mouvement ne semble être qu'un reflet du mouvement de la Terre autour du Soleil. Dans ce cas, le changement de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon à midi au cours de l'année est une conséquence du parallélisme de l'axe terrestre lui-même dans l'espace lorsque la Terre tourne autour du Soleil.
Lorsque l'été est l'été dans l'hémisphère nord, la moitié nord du globe fait face au Soleil et la hauteur du Soleil à midi est d'environ 60° à cette époque. Quand nous avons l'hiver, l'hémisphère sud fait face au Soleil et le Soleil atteint une hauteur de seulement 15°. En raison des différents angles d'incidence du rayonnement à la surface de la Terre dans ces deux cas, il y a un réchauffement différent de la surface et de l'air auquel la surface transmet la chaleur. Ainsi, le changement de saisons n'est pas dû à un changement de la distance de la Terre au Soleil, mais au contraire, dans l'hémisphère nord, l'été est le moment où la Terre est à sa distance maximale du Soleil !
En plus de ces mouvements visibles, le Soleil fait des mouvements réels. Il tourne autour de son axe à la vitesse d'un tour en 27 jours. De plus, avec tous les corps du système solaire, il se déplace parmi les étoiles à une vitesse de 20 km/sec vers la constellation d'Hercule, et avec toutes les étoiles qui l'entourent, il participe à la rotation autour du centre de la Voie lactée à une vitesse de 200 km/sec.