Важко назвати інше явище на Сонці. яке мало б для геофізики настільки ж велике значення, як хромосферні спалаху. Раптові спалахи світла, що абсолютно очевидно в спектральних лініях водню, що тривають всього десять-двадцять хвилин, були добре відомі астрономам ще століття тому. Але справжня природа цих дивних явищ, які іноді захоплюють на Сонце площа в мільярди квадратних кілометрів, залишалася загадкою. Було тільки відомо, що спалахи бувають на різній висоті над рівнем фотосфери і що одночасно зі спалахом з Сонця виривається стовп розпечених газів, так званий протуберанець, - викид, який зі швидкістю, іноді доходить до сотень кілометрів в секунду, злітає вгору і потім, слідуючи тим самим шляхом, падає назад, в фотосфери.
Прямий зв'язок між спалахами на Сонці і магнітними бурями і полярними сяйвами на Землі показала, що спалахи є джерелами потоків заряджених частинок - сонячних корпускул. Магнітні бурі і полярні сяйва відбуваються на Землі приблизно через 30 годин після спалаху. Це означає, що корпускули рухаються до Землі зі швидкістю, трохи перевищує тисячу кілометрів в секунду. Підходячи до Землі, потоки корпускул відхиляються в сторону магнітних полюсів. Тому полярні сяйва найчастіше відбуваються над районами, близькими до магнітних полюсів Землі, хоча іноді вони бувають видно і на середніх широтах.
Одночасно з появою спалахи на Сонці різко посилюється іонізація газу у верхніх шарах атмосфери (в іоносфері) Землі. При цьому погіршуються умови для відбиття від іоносфери і радіохвиль, зазвичай використовуваних для радіопередач. Часто радіозв'язок на великих відстанях повністю переривається. Це явище називається ефектом Деллинджера (по імені вперше відкрив його вченого).
До недавнього часу вважалося, що підвищена під час спалахів іонізація газів в іоносфері викликається ультрафіолетовим випромінюванням спалахів. Однак спеціальні вимірювання, вироблені останнім часом за допомогою геофізичних ракет, які запускалися в іоносферу, переконують нас в тому, що головною причиною цього явища служить не ультрафіолетове, а рентгенівське випромінювання спалахів. Що стосується ультрафіолетового випромінювання, то воно, без сумніву, теж збільшується під час спалахів, хоча і не настільки сильно, як вважалося до цих пір. (До слова можна було б створити систему комерційного обліку газу. Випромінюваного Сонцем?)
Отже, спалахи представляють собою загадкові процеси на Сонці, під час яких утворюється космічне і корпускулярне випромінювання частинок, рентгенівська і ультрафіолетова жорстка радіація. В якійсь мірі спалаху можна уподібнити вибухів атомних і водневих бомб, під час яких утворюються як жорстка радіація, так і потоки швидких частинок. Тому іноді спалаху називають вибухами на Сонці.
Що ж являють собою спалахи? За спектрограмах спалахів вчені визначили, що в тих місцях, де яскраво світиться водень, температура порівняно невисока - близько 10 тисяч градусів, а в той же час щільність газу значна. У тих же місцях, де в спектрі з'являються лінії металів, щільність ще вище, ніж в зонах світіння водню. Там щільність майже така ж, як в фотосфері, а температура не перевищує 5 тисяч градусів.
Отже, там, де видно спалах, немає ніяких особливих умов, що сприяють утворенню потоків швидких частинок і рентгенівського випромінювання. І лише деяке посилення ультрафіолетового випромінювання Сонця виявилося можливим пояснити появою спалаху. Найбільш сильні лінії водню розташовані в невидимому ультрафіолетовому кінці спектра. Якщо яскраво світяться лінії водню в видимих променях, то тим потужнішим має бути його випромінювання в ультрафіолетовій ділянці спектра. Теоретичні розрахунки А. Б. Північного підтверджували цей висновок.
Разом з тим, однак, 10 травня 1951 вперше вдалося спостерігати появу з спалаху потоку корпускул. Над спалахом піднявся великий шаблевидний протуберанець. Швидкість підйому його була виключно велика, вона становила 400 кілометрів на секунду. Усередині ж цього гігантського протуберанця з'явилася особливо яскраво світиться область, яка пішла вгору зі швидкістю 800 кілометрів на секунду. Безсумнівно, що ця область світилася тому, що там проривався крізь протуберанець потік швидких корпускул. У самій же спалаху нічого особливого не сталося.
Обставини стали ще більш загадковими, коли численними спостереженнями в США (обсерваторія Клаймакс) було доведено, що газ в хромосферних спалахах струмує вниз, в фотосфери, хоча область, зайнята спалахом, росте у висоту. Часто спалах набирає вигляду так званого петлеподібного протуберанця, в якому газ тече вниз по обом гілкам петлі. Цей процес триває протягом всього часу існування спалаху. Газ як би раптово з'являється з навколишнього спалах простору і падає в фотосфери.
Звідки ж береться цей газ? У відповіді на це питання ми знаходимо і дозвіл загадки спалахів.
Спалах, як показують роботи Робертса, завжди оточена згущенням дуже гарячого газу - газу сонячної корони (або корональної конденсації). Температура в короні в середньому близька до мільйону градусів. В окремих місцях вона нижче і становить всього кілька сот тисяч градусів, в інших місцях - вище. У короні плавають і «холодні» освіти - протуберанці, температура в окремих частинах яких не перевищує 5 тисяч градусів. Нещодавно в короні виявлені і дуже розріджені «холодні» хмари. Вони були помічені подружжям М. Н. і Р. С. Гнєвишева на Гірської астрономічної станції поблизу Кисловодська.
У сильно розріджених хмарах газу водень іонізований і тому не може світитися. У атомів водню відірвані електрони, і позбавлені електронів протони не можуть поглинати і випромінювати світло. Інша справа - атоми гелію. Їх іонізувати надзвичайно важко. Лінії гелію можуть спостерігатися і спостерігаються в розрідженому газі. При появі цих ліній в короні Гнєвишева і були відкриті ці хмари розрідженого газу. Спектр «гарячих» хмар корони, що мають часто вид струменів або згустків, в даний час досить добре вивчений завдяки працям шведського астрофізика Едлена і російського астрофізика І. С. Шкловського. По змін ліній в спектрі «гарячої» корони можна судити про зміни в її температурі і щільності.
Над спалахами корона виявляється більш щільною і гарячої, ніж в інших місцях. При великих спалахи в спектрі корони часто з'являється характерна жовта лінія, що належить атомам кальцію, у яких відірване чотирнадцять електронів. Такі іони можуть утворюватися лише при температурі в кілька мільйонів градусів.
У міру розвитку спалаху газ корони охолоджується і в вигляді «холодних» струменів стікає в фотосфери. Все явище спалаху, таким чином, можна описати як процес швидкого стиснення і охолодження гарячого газу, що супроводжується появою ударних хвиль, як при звичайних вибухах.