太阳的磁场每十一年翻转一次。太阳是一个由氢气和氦气构成的巨大球体，这些气体被重力压缩到足以维持核聚变，从而放出巨大的能量，把太阳加热到很高的温度。太阳的高温使许多氢原子释放出电子，剩下带电的（即电离的）氢离子。
太阳黑子周期图
太阳黑子数量（如图中的纵轴显示）、太阳耀斑数量、太阳亮度和太阳射电辐射通量都遵循着同样的11年的周期，因为它们都是由相同的过程导致的，即太阳磁场的打结、断裂和翻转。
公共图片，来源：NOAA
太阳本身的稳定自转让所有带电的氢原子均围绕着自转轴旋转，勾画出巨大的圆形轨迹。只要是玩过电磁铁的人就能告诉你，电荷绕圈运动时，你会得到一个很强的磁场。太阳里的带电氢原子随着太阳的自转而旋转，会制造一个环状的电流圈，从而形成一个北极指向圈的上方、南极向下圈的下方的磁场。因为太阳中所有的带电原子大致上都绕着同样的旋转轴且在同一方向上旋转，所以它们形成的所有磁场会合在一起，形成一个巨大的偶极磁场。近似地来说，太阳表现得像一个巨大的条形磁铁，一端是北极，一端是南极，而且两个磁极都与自转轴平行。（这就类似于地球是如何因为自转而获得一个整体上的磁场的。）
这是一个很好的开始，但还不是全部。与地球不同的是，太阳不是固体，而是一个由冒着泡、不断移动且旋转着的气体构成的巨大球体。因此太阳的每个部分都以不同的速度旋转着。事实上，太阳赤道附近的部分比两极附近的转得快得多。因为是旋转产生了磁场，所以不同的旋转速度会导致磁场扭曲打结。为了更好地说明，请把磁场想象成是一束磁场线的集合，它们像绳子一样连接南极和北极。当太阳靠近赤道的部分旋转得更快，并且运动到其他部分之前时，它们就会把磁场线拖到前面，导致磁场线的扭曲和打结。
磁场线会引导带电粒子运动。太阳里的氢离子带有电荷，从而他们会顺着磁场线运动。太阳表面磁场线上的磁结会把一团团灼热的气体困在表面，这些气体因此无法像往常一样蒸发到宇宙中。这些被困住的气体就是我们在太阳表面看到的暗点，称为“太阳黑子”。最终，磁场中的这些结要么解
开，同时太阳黑子消失，要么变得过于扭曲，以至于磁场线断裂开来。磁场线断开时，就无法再捕获热气。此时，热气已经形成了压力，因此磁场线的断裂会导致激烈的热气释放。这些发光的气体喷入太空，将一个个带有强光和物质的火球抛入太阳系。这种火球被称为“太阳耀斑”。
太阳耀斑
太阳黑子和太阳耀斑都是由太阳磁场的打结所造成的。打结越多，太阳黑子和太阳耀斑就越多。请记住是赤道部分旋转过快而导致了磁场打结。随着时间的推移，赤道旋转得越来越靠前，从而磁场线上的结越来越多，太阳黑子和太阳耀斑也就越来越多。
太阳赤道部分旋转得更快，导致磁场线扭曲
这个过程不可能永远持续下去（因为磁场不可能无限制地打结）。每十一年，太阳磁场打结过于严重，以至于磁场线一次性全部断裂。不同于任何单独发生在某个太阳黑子上的断裂，这次断裂中所有区域的磁场线全都会断裂。这个每十一年一次的巨大断裂现象会导致太阳磁场的翻转，从而使磁场的北极与南极交换位置。它还会导致磁场线重新回到未打结的状态，也就会产生极少的太阳黑子和太阳耀斑。太阳在这个11年的周期中被推进着，不断解开磁结、打结、越结越多、断裂、解开，然后又打结，循环往复了几百万年。每个月太阳黑子的数量、太阳耀斑的数量、磁场上结的数量甚至是太阳的亮度都遵循这个11年的周期。
由于地球保护罩一般的大气层和磁场，太阳耀斑对地球表面的生命几乎没有直接影响。太阳磁场每十一年一次的翻转已经进行了几百万年，也没有对地球生命造成任何伤害。但是太阳耀斑会对地球大气层外部的人员和设备造成伤害。它会在太空中对宇航员造成辐射伤害，并破坏航天器和卫星。另外，太阳耀斑与地球磁场的碰撞会产生地磁暴，其强度足以破坏地球上的电网。
作者: wtamu
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