Una aurora es una manifestación natural de luz en el cielo nocturno que típicamente ocurre en las regiones del norte y sur. Las auroras ocurren cuando las partículas cargadas provenientes del sol y la magnetosfera golpean el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera terrestre existente a unos 100 a 300 kilómetros de altura, liberando destellos de luz y calor. Los electrones y protones liberados por las tormentas solares aumentan la cantidad de partículas solares y pueden crear auroras brillantes en latitudes más bajas.

La capa relativamente delgada de la atmósfera solar ubicada sobre la superficie del sol. La temperatura en la cromosfera aumenta de 6000 K a aproximadamente 20,000° K, lo que la hace más caliente que la fotosfera pero no tan caliente como la atmósfera superior, la corona.

La atmósfera dinámica del sol se llama corona. Está lleno de partículas cargadas eléctricamente, cuyos movimientos están regidos por la red compleja de campos magnéticos que rodean al sol. Si bien la superficie del sol es de 6000 K, la corona puede alcanzar hasta millones de grados, lo que ha generado preguntas de los investigadores sobre los mecanismos que calientan la atmósfera de manera tan dramática. Las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal se originan en la corona.

No debe confundirse con el intenso estallido de luz que es una llamarada solar. Una EMC es una nube de material solar magnetizado que surge de la atmósfera del sol, la corona, hacia el espacio interplanetario. Las EMC a menudo ocurren al mismo tiempo que una llamarada solar, y los científicos actualmente estudian cómo se conectan los dos fenómenos. En su tamaño más grande, las EMC pueden contener 10 mil millones de toneladas de materia y pueden moverse a velocidades de un millón y medio de kilómetros por hora. Después de eyectarse al espacio, la nube del EMC puede crecer hasta 50 millones de kilómetros de ancho, 35 veces el diámetro del sol. Cuando una eyección de masa coronal fluye hacia la Tierra, puede tardar entre uno y tres días en llegar a nuestra atmósfera, donde puede crear un tipo de clima espacial conocido como tormenta geomagnética.

Una de las formas más comunes de clima espacial, una tormenta geomagnética se refiere a cualquier momento en que el entorno magnético de la Tierra, la magnetosfera, sufre cambios repentinos. Las tormentas geomagnéticas pueden ser causadas por ráfagas de viento solar a alta velocidad y cuando el EMC se conecta con la magnetosfera. En este proceso, los campos magnéticos del EMC despegan las capas más externas del campos magnético de la magnetosfera terrestre cambiando la forma misma de ésta. Las tormentas magnéticas tienen efectos medibles en todo el mundo, como interferencias y fallas en las telecomunicaciones por radio y en la red eléctrica.

Las fluctuaciones magnéticas causadas por una tormenta geomagnética en la magnetosfera puede inducir corrientes eléctricas en la Tierra. Estas corrientes inducidas geomagnéticamente, o CIG, pueden sobrecargar circuitos, hacer saltar interruptores y, en casos extremos, destruir transformadores eléctricos.

La heliósfera es todo nuestro sistema solar, y es definida por la burbuja creada por el flujo de partículas provenientes del sol, llamado viento solar, que fluye más allá de los planetas exteriores. El borde de esta burbuja alcanza entre 10 a 15 mil millones de kilómetros del sol. Las partículas solares fluyen desde el sol, empujando el material existente en el medio interestelar, produciendo el borde de la heliósfera.

A medida que el viento solar fluye desde el sol a varios millones de kilometros por hora, arrastra el campo magnético del sol con él. Este campo magnético impregna el sistema solar y se conoce como campo magnético interplanetario. Mientras que el CMI normalmente se desvía alrededor del campo magnético de la Tierra, aveces puede "reconectarse" con éste, permitiendo que parte del viento solar y su energía asociada ingrese directamente a nuestra burbuja magnetosférica que nos protege.

La ionósfera es una capa de la atmósfera terrestre que se extiende desde aproximadamente 90 a 500 kilómetros por encima de la superficie del planeta. La capa está llena de partículas cargadas eléctricamente (así como neutrales) y es sensible al material entrante del sol, por lo que la ionosfera puede responder dramáticamente al clima espacial. Dado que la ionosfera alberga naves espaciales en órbita terrestre baja, así como la región del espacio a través de la cual viajan las comunicaciones por radio, los cambios inesperados en la región pueden tener un efecto dramático en la tecnología humana.

Un campo vectorial, que tiene en cada punto del espacio una magnitud y dirección. Es generado por corrientes eléctricas y guía el movimiento de cualquier cosa cargada eléctricamente. La Tierra, el sol y varios planetas tienen campos magnéticos relevantes que los rodean. Las lineas de campo magnético aproximadamente unen los polos sur y norte en el caso de la tierra, a lo largo de éstas líneas.

Un campo magnético es un campo vectorial que tiene una magnitud y una dirección en cada punto del espacio. Por ejemplo, en cada punto de la Tierra, el campo magnético, y por lo tanto una brújula, apunta en una dirección particular, aproximadamente hacia el norte. Por lo tanto, los campos magnéticos se representan generalmente como líneas, donde la dirección de la línea indica la dirección del campo y la proximidad de las líneas indica su magnitud.

La fuente de muchos de los eventos energéticos en el sol y en la magnetosfera, desde erupciones solares y eyecciones de masa coronal hasta la aurora. La reconexión magnética ocurre cuando las líneas del campo magnético se cruzan, se rompen y luego se vuelven a conectar en una nueva alineación, rebotando explosivamente en nuevas posiciones y proporcionando enormes cantidades de energía.

La magnetosfera es una burbuja de campos magnéticos que rodea a la Tierra, creada por el magnetismo natural del planeta. La magnetosfera protege a los humanos en la Tierra de parte de la energía proveniente del sol, sin embargo, cambia de forma y tamaño en respuesta a las variaciones del viento solar y el clima espacial. Estas fluctuaciones pueden degradar las señales de comunicación y causar sobrecargas inesperadas en las redes eléctricas.

La cola de la Magnetósfera de la Tierra se expande detrás de ella, moldeada por el flujo del viento solar en el lado nocturno de la Tierra. Se extiende por más de ciento cincuenta mil kilometros y puede recolectar mucha energía proveniente del sol, antes de liberarla hacia la Tierra o en la dirección opuesta.

La capa superficial del sol que podemos ver en el rango de luz visible.

El material del sol y su atmósfera, así como el material de la ionosfera de la Tierra, las auroras y las luces fluorescentes, son todos plasmas. El plasma es un estado de la materia mucho como sólido, líquido, y gas. Los plasmas son tan increíblemente calientes que los electrones abandonan sus átomos, convirtiéndolos esencialmente en un gas de partículas cargadas. Aunque es poco común en la Tierra, el 99% de la materia que podemos ver en el universo está hecha de plasma. La carga eléctrica afecta fuertemente la forma en que se mueven las partículas, ya que las partículas están gobernadas simultáneamente y creando constantemente campos magnéticos. Por ejemplo, en imágenes de primer plano de la actividad solar, se puede ver el plasma muy claramente siguiendo las líneas del campo magnético. Por el contrario, a medida que el plasma se mueve, arrastra sus propios campos magnéticos durante el viaje. Este intercambio constante es una de las razones por las que estudiar la dinámica del plasma en el sol o en la magnetosfera es tan desafiante.

Enormes columnas de gas formando un arco que se puede observar en el borde u horizonte del sol. Las mismas estructuras vistas de frente al sol se denominan filamentos. Están hechos de material solar más frío, o plasma, apoyado en la atmósfera del sol por campos magnéticos. Las prominencias y filamentos pueden salir del Sol con una energía tremenda y, a veces, son la fuente de eyecciones de masa coronal.

Dos cinturones de radiación que rodean la Tierra, también conocidos como cinturones de Van Allen. Estas dos regiones concéntricas en forma de rosquilla están llenas de partículas de alta energía provenientes del sol y la ionosfera de la Tierra que giran, rebotan y derivan, a veces disparándose hacia la atmósfera de la Tierra, a veces escapando al espacio. El cinturón interior es bastante estable; sin embargo, el cinturón exterior puede hincharse y encogerse con el tiempo, a veces inflándose tanto que los cinturones parecen uno solo.

En la zona radiativa, la energía del núcleo solar viaja lentamente hacia afuera. Esta región es tan densa que la energía del Sol tarda unos 150.000 años en abrirse paso.

El sol atraviesa variaciones de 11 años o ciclos de alta y baja actividad observada a través de erupciones solares y eyecciones de masa coronal, por ejemplo, y acompañadas por el aumento y disminución regular de las manchas solares. También se han observado ciclos tan cortos como 9 años y tan largos como 14 años. El ciclo es causado por el hecho de que los polos magnéticos norte y sur del sol cambian cada 11 años.

Durante un evento eruptivo en el sol, éste puede emitir partículas muy rápidas y muy energéticas que viajan a aproximadamente el 80% de la velocidad de la luz. Estas partículas cargadas pueden alcanzar la magnetosfera de la Tierra a raíz de una llamarada o propulsadas por el frente de una eyección de masa coronal. En cualquier caso, la energía que vierten a la atmósfera puede crear lo que se llama una tormenta de radiación solar, que puede provocar afectar e imposibilitar las telecomunicaciones de radio de baja frecuencia en la Tierra.

Un gran estallido de luz y radiación debido a la liberación de energía magnética en el sol. Las llamaradas son, por mucho, las explosiones más grandes del sistema solar, con descargas de energía comparables a miles de millones de bombas de hidrógeno. La radiación de la llamarada viaja a la velocidad de la luz y llega a la Tierra en ocho minutos. La energía generalmente es absorbida por la atmósfera de la Tierra, que protege a los humanos en la Tierra. Sin embargo, la energía puede imposibilitar las telecomunicaciones de radio en la Tierra durante minutos o, en el peor de los casos, horas a la vez. La radiación de una llamarada también sería dañina para los astronautas fuera de la atmósfera terrestre. Algunas, pero no todaa, los llamaradas son acompañadas de una eyección de masa coronal (EMC).

El momento durante el ciclo solar de 11 años cuando el número de manchas solares y la actividad solar alcanza un máximo. El próximo máximo solar está previsto entre 2023 y 2026.

El momento durante el ciclo solar de 11 años cuando el número de manchas solares es más bajo. Este es también el momento en que los campos magnéticos del sol son más simples, con líneas de campo magnético relativamente ordenadas que conectan el sur y el norte magnéticos, como en un simple imán de barra.

El flujo constante de material coronal solar que fluye del sol. El viento solar es mucho menos denso que el viento en la Tierra; de hecho, puede ser 1000 veces menos denso que un vacío creado por el hombre en la Tierra, pero es mucho más rápido ya que por lo general se mueve a velocidades de uno a tres millones de kilómetros por hora. De hecho, está en constante movimiento ya que no hay ningún lugar dentro del sistema solar donde la velocidad del viento solar sea cero.

Una liberación de energía magnética que se origina en la cola de la magnetosfera terrestre y producida por la energía canalizada allí a traves del viento solar y otros eventos solares. Las subtormentas son bastante comunes y cuando liberan energía hacia la Tierra, la energía fluye por las líneas del campo magnético hacia los polos norte y sur de la Tierra, provocando auroras.

Áreas oscuras en la superficie solar que contienen fuertes campos magnéticos en constante cambio. Una mancha solar promedio es tan grande como la Tierra y se mueve junto con la rotación del sol, durando días o incluso semanas. La actividad magnética en las manchas solares puede dar lugar a varios eventos eruptivos solares como llamaradas y eyecciones de masa coronal (EMC). El número de manchas solares en el sol aumenta y disminuye durante aproximadamente un ciclo de 11 años, definiendo así lo que se denomina ciclo solar. Parecen oscuros porque son más fríos que el material solar circundante.