Par exemple, les extrémités de l'aiguille d'une boussole présentent deux pôles magnétiques, de forces égales, prenant le nom de la direction de la terre qui les attire:le pôle s'orientant vers le nord (N) et celui vers le sud (S) Supposons l'aiguille libre de se diriger vers n'importe laquelle des 3 dimensions. Si elle était placée à proximité du pôle nord, elle indiquerait toujours directement celui-ci : donc les lignes de champ convergent à ce niveau (voyez la figure). Et placée près du pôle sud, elle s'en éloignerait dans toutes les directions, avec dans ce cas les lignes de champ qui divergent formant une image - miroir du modèle du pôle nord. Entre ces deux origines se dessinent de grands arcs passant au-dessus de l'équateur terrestre et dont les extrémités sont ancrées dans les hémisphères opposés.
Toute barre aimantée présente des lignes de champ analogues à celle de la terre. Cela montre que cette dernière agit comme si elle contenait une barre aimantée très puissante. En fait, il n'y a pas d'aimant et le phénomène prend sa source dans les courants électriques du noyau terrestre. Il varie lentement au fil des années. "la barre aimantée terrestre" reste cependant une aide utile à la compréhension.
Quand deux barres aimantées sont en présence, leurs pôles (N,S) s'attirent, leurs pôles (S,S) et (N,N) se repoussent : si une barre aimantée était enfouie dans la terre, son pôle S serait dirigé au nord, attirant le pôle N de l'aiguille de la boussole. Cette terminologie étrange et confuse égare souvent les étudiants : il vaut mieux la connaître puis l'oublier.
Par la suite, les observateurs du soleil ont soigneusement suivi le cycle des taches solaires, et reconstitué les premiers cycles des observations disponibles. Ils ont défini une échelle relative au "nombre de taches solaires" pour mesurer le niveau de leur activité. On ne connaissait pas la nature des taches solaires lorsqu'en 1908, George Ellery Hale, qui observait le soleil dans des spectres sélectionnés, signala que leur luminosité se modifiait comme si elle était produite par des champs magnétiques intenses.
Le champ magnétique des taches solaires s'est révélé être aussi important que ceux des pôles des aimants en fer -- mais étendu à des régions larges de milliers de kilomètres. En unités classiques, leur intensité atteint environ 1500 gauss (0.15 Tesla), alors qu'à la surface terrestre le champ magnétique n'est en général que de 0.3 à 0.5 gauss, selon la localisation. Dans l'espace interplanétaire, par exemple sur le trajet de l'orbite de la terre, le champ magnétique (amené par le vent solaire ) est beaucoup plus faible, en général 0.00006 gauss, et 20 fois plus faible au niveau des orbites des planètes extérieures. C'est l'un des résultats fiables des mesures instrumentales des sondes comme Voyager 2.
Les taches solaires offrent de nombreuses et intéressantes caractéristiques. Généralement (cependant pas toujours) elles apparaissent par paires, avec des polarités magnétiques opposées. Dans un premier cycle solaire, la tache "directrice" (dans le sens de la rotation du soleil) garde une polarité N, et la tache "secondaire" une polarité S ; Dans le cycle suivant, les polarités sont toujours inversées. Le champ magnétique général, qui détermine les pôles magnétiques nord et sud du soleil, s'inverse également à chaque cycle, le plus souvent 3 ans après le minimum des taches solaires. Cela montre que le cycle de 11 ans est dû à un phénomène magnétique. Les astronomes pensent que la rotation différentielle du soleil -- plus rapide à l'équateur -- détermine des courants électriques énergiques qui circulent dans le plasma et sont à l'origine de ces champs. A leur tour ils provoquent les écoulements à grande échelle du gaz solaire.
Activité Solaire
Le "spectrohéliographe de Hale," conçu en 1892 et qui observait le soleil dans des spectres étroits a permis de découvrir de nombreux phénomènes complètement ignorés. Parmi ceux-ci, beaucoup sont en relation avec les taches solaires, par exemple les nuages ou "plages" lumineuses (plah-JES, "plages" en français) de la chromosphère (observée dans l'émission de l'hydrogène rouge). Ces méthodes ont également permit d'observer ponctuellement la partie interne de la couronne, en dehors des périodes d'éclipses solaires totales. Et elles y ont mis en évidence des variations beaucoup plus rapides que celles déjà observées sur les taches solaires, dont certaines sont source d'effets magnétiques intéressant la terre.
Les plus rapides et les plus significatives sont les éruptions --étincelantes de la chromosphère, à proximité d'un groupe de taches solaires, se formant en quelques minutes et durant typiquement 10-30 minutes.
Ces éruptions sont habituellement observées dans la lumière rouge émise par l'hydrogène chaud (Hα or "raie H-alpha"), mais il arrive, rarement mais c'est le cas de la première observation, en 1859, de l'observer "en lumière blanche" avec un télescope normal. (voyez Ici et Ici pour le récit complet). 17 heures plus tard, cette observation fût suivie, d'un énorme orage magnétique , entraînant une perturbation mondiale du champ magnétique terrestre: quelque chose avait apparemment été éjecté du soleil, et avait mis ce laps de temps pour atteindre la terre.
Nous savons maintenant que ce "quelque chose" était probablement un échantillon rapide de plasma, plus rapide que le vent solaire qui met habituellement 4-5 jours pour couvrir cette distance. L'arrivée sur terre de tels " nuages ", dont l'onde de choc qui se forme devant eux, peut être tout à fait dramatique (voyez un récit Ici ).
C'est surtout la vitesse de ce phénomène qui est la plus remarquable. Une grande éruption parcourt typiquement 10.000 kilomètres en 10 minutes, c'est tout à fait rapide. Certains de ses composants vont encore plus vite : par exemple les rayons X qui lui sont associés (observables uniquement depuis l'espace) peuvent démarrer en juste quelques secondes. Tout ceci indique que la chaleur solaire n'est pas la source d'énergie, parce qu'elle agit assez graduellement, mais que les intenses champs magnétiques des taches solaires sont responsables. (pour plus sur ces sujets, voyez Ici.)
En savoir plus
Une petite barre aimantée, montée sur cardan pour lui permettre de se diriger dans n'importe quelle direction de l'espace, peut être commandée chez son fabricant, Cochranes à Oxford, Ltd, Leafield, Oxford OX8 5NT, Angleterre. Deux modèles sont disponibles, " marck1 " muni de roulements en joaillerie( $36.60), " marck 2 " avec des roulements simples( $12.6. Pour les détails voir son site Web :
http://www.cochranes.co.uk/secondary.html (cherchez vers le bas à "Magnaprobe").
Galilée et Christopher Scheiner ont observé que les taches foncées du soleil étaient mobiles et en ont déduit que le soleil est en rotation, avec une période de 27 jours près de son équateur. ( Par rapport à la terre, elle même en mouvement, ou 25 jours par rapport aux étoiles, fixes). A des latitudes plus élevées, cette période croit à environ 29.5 jours, ce qui montre que la surface du soleil n'est pas rigide. 
Le magnétisme permanent des rares "aimants naturels" était connu en Grèce ancienne - puisqu'ils ont été découverts dans la ville de Magnésie, d'où le terme. La boussole magnétique (une découverte chinoise) a été utilisée par Colomb et les autres premiers navigateurs, mais c'est seulement en 1820 qu'un professeur danois, Hans Christian Oersted (portrait de gauche), a découvert par hasard qu'un courant électrique parcourant un fil déviait l'aiguille d'une boussole. (un récit complet en cliquant 
