El Sol no sólo es una turbulenta masa gaseosa de hidrógeno y helio, tiene enormes corrientes eléctricas que generan vastos campos magnéticos en movimiento y tienen la apariencia de manchas oscuras en su superficie. Estas manchas forman grupos que crecen en intensidad y en número y alcanzan un máximo cada once años, consistiendo en una región central oscura llamada "umbra", rodeada por una "penumbra" más clara.
Las manchas solares fueron descubiertas hace varios siglos, pero no fue sino hasta el siglo XIX cuando se descubrió su naturaleza cíclica gracias a un astrónomo aficionado alemán llamado Heinrich Schwabe, quien mientras esperaba ver pasar un nuevo planeta frente al disco solar, se interesó por algunas manchas oscuras en su superficie. Durante casi 17 años registró su posición y densidad y para 1843 ya había delineado su patrón, observando que la actividad máxima coincidía con un despliegue brillante de las auroras boreal y austral, es decir, las luces del norte y el sur.
A principios del siglo XX, el astrónomo estadounidense George Hale continuó el trabajo de Schwabe y halló que las manchas solares generan una actividad magnética intensa y que las de mayor fuerza eran casi 8000 veces más poderosas que el campo magnético de la Tierra en su superficie. Una sola puede llegar a medir hasta 12 mil kilómetros, casi tan grande como el diámetro de la Tierra, pero un grupo de manchas puede alcanzar 120 mil kilómetros de extensión e incluso algunas veces más.
Investigaciones posteriores han demostrado que las manchas forman parte de las enormes tormentas solares. De cuando en cuando, los campos magnéticos interiores alcanzan la superficie del Sol y obstruyen los flujos de calor y luz que proceden del núcleo, y cuando surgen aparece un parche oscuro; Ia superficie es al menos 1000°C más fría que las zonas adyacentes; si estas llamaradas ocurren cerca del centro del disco solar y de frente a la Tierra, producen una tormenta magnética en nuestras regiones polares, la recepción de ondas de radio se perturba, las brújulas no funcionan y nuestro clima puede cambiar en forma repentina.
Las llamaradas solares pueden también alterar la migración de las aves, que en ocasiones se guían por el campo magnético de la Tierra. Por ejemplo, en 1988 una tormenta solar envió al espacio nubes de protones y otras partículas subatómicas con carga eléctrica. En ese entonces se efectuaba una carrera de 3,000 palomas que volaban de Francia a Inglaterra; el mal tiempo ocultó el sol y las estrellas, por los que las aves que normalmente se guían de ambas recurrieron a su instinto de dirección de emergencia, sin embargo la radiación solar la había perturbado y pocas aves llegaron a sus heniles; la desaparición de las demás aves intrigó a organizadores de la carrera y propietarios hasta que los científicos explicaron que afectó a las aves.
Asimismo, las partículas de gran energía de las llamaradas solares representan un grave peligro para los astronautas, que pueden contraer enfermedades por radiaciones y cáncer. Cuando se prevén tormentas solares intensas, se suspende toda misión espacial tripulada.
