Galileo onları 1610'da çizdi, ne oldukları konusunda çağdaşlarıyla tartışıyordu. Dört yüzyıl sonra, güneş lekeleri bilimde sürekli takip edilen en eski olaylardan biridir — ve hâlâ Güneş'in bir sonraki parlama veya CME'sinin nereden geleceğine dair en iyi görsel ipucudur.

Güneş lekeleri, Güneş'in görünür yüzeyindeki geçici karanlık noktalardır, çevreleyen fotosferden yaklaşık 1.500°C daha soğuktur — parlayacak kadar sıcak, ancak etraflarındaki daha parlak yüzeye kıyasla siyah görünecek kadar sönük. Manyetik alan çizgileri demetlerinin yüzeyi kırdığı ve aşağıdan gelen normal konvektif ısı akışını lokal olarak bastırdığı yerlerde oluşurlar, bu yüzden gerçek bir delik veya leke değil, daha soğukturlar.

Bir güneş lekesi tipik olarak iki kısımdan oluşur: manyetik alanın en yoğun ve dikey olduğu daha koyu merkezi umbra (gölge) ve alan çizgilerinin daha sığ bir açıyla dışarıya doğru yayıldığı daha açık penumbra (yarı gölge) ile çevrilidir. Güneş lekeleri, bir gün süren küçük, kısa ömürlü gözeneklerden, Güneş'le birlikte dönerek birden fazla güneş dönüşü boyunca kalıcı olabilen geniş gruplara kadar değişir.

Güneş lekeleri, güneş lekesi sayısı (1848'de yöntemi standartlaştıran Rudolf Wolf'tan sonra Wolf sayısı olarak da adlandırılır) kullanılarak takip edilir: R = k(10g + s), burada g farklı güneş lekesi gruplarının sayısı, s bireysel lekelerin toplam sayısı ve k gözlemciler ve enstrümanlar arasındaki farklılıkları hesaba katan bir düzeltme faktörüdür. Grup sayısı ile bireysel leke sayısını bu şekilde birleştirmek, hem aktivitenin ne kadar yaygın olduğunu hem de ne kadar yoğun olduğunu tek bir günlük rakamda yakalar.

Bu, güneş fiziğine alışılmadık derecede uzun sürekli bir kayıt sağlar — güneş lekesi sayısı, 1610'daki ilk teleskopik gözlemlere kadar geriye takip edilmiştir, bugün hala aktif olarak kullanılan hemen hemen tüm diğer bilimsel ölçümlerden daha uzun süredir takip edilmektedir ve bugün Brüksel'deki Dünya Veri Merkezi SILSO tarafından sürdürülmektedir.

Bireysel güneş lekesi grupları NOAA tarafından numaralandırılmış aktif bölgeler olarak kataloglanır, AR ve ardından bir sayı ile yazılır (örneğin, Mayıs 2024 süper fırtınasının arkasındaki bölge AR3664 veya 2026 başlarındaki dikkate değer derecede üretken bir "parlama fabrikası" bölgesi olan AR4366). Numaralandırma, yeni bölgeler tanımlandıkça artar ve periyodik olarak sıfırlanır, tahmincilere ve halka belirli bir bölgenin Dünya'ya dönük olduğu günler boyunca aktivitesini takip etmek için tutarlı bir kısayol sağlar.

Bir güneş döngüsü boyunca her güneş lekesi grubunun enlemini zamana karşı çizin ve belirgin bir desen ortaya çıkar: çıkan döngüdeki lekeler, döngü zayıfladıkça ekvatora daha yakın görünürken, gelen döngüdeki lekeler yüksek enlemlerde, bazen ekvatordan 40° veya daha fazla uzakta görünmeye başlar ve yeni döngü olgunlaştıkça ekvatora doğru sürüklenir. Ardışık döngüler üzerinde çizildiğinde, örtüşen desen bir sıra kelebek kanadına benzer — bu nedenle adı, ilk olarak 1904'te İngiliz astronom E. Walter Maunder tarafından yayınlandı.

Kelebek diyagramı, bir döngünün şu anda nerede olduğunun en kullanışlı görsel özetlerinden biri olmaya devam etmektedir: en son aktif bölgelerin yüksek veya düşük enlemde görünüp görünmediğini izlemek, bir döngünün yeni başladığı, zirvesinde olduğu veya zayıflamakta olduğu hakkında kabaca bir fikir verir.

Yaklaşık 1645 ile 1715 yılları arasında, güneş lekesi aktivitesi normal seviyesinin küçük bir kısmına düştü ve şimdi Maunder Minimumu olarak adlandırılan uzun bir dönem boyunca sürdü — tarihsel güneş lekesi kaydındaki en iyi belgelenmiş "büyük minimum" ve Avrupa'nın bazı bölgelerinde alışılmadık derecede soğuk kışlarla çakışan bir dönem, ancak kesin nedensel ilişki araştırmacılar arasında hala tartışılmaktadır. Bu dönemde ortaya çıkan seyrek güneş lekeleri bile, normal bir döngüde tipik olan 28°-plus aralığı yerine ekvatorun yaklaşık 15-20° içinde kümelenmiş, alışılmadık derecede dar bir kelebek deseni gösterdi — bu on yıllar boyunca özellikle zayıf bir temel manyetik dinamo olduğunun kanıtı.

Tüm güneş lekesi gruplarının patlama olasılığı eşit değildir. En manyetik olarak karmaşık bölgeler — kuzey ve güney manyetik kutuplarının temiz bir şekilde ayrılmak yerine sıkıca iç içe geçtiği yerler — büyük parlamalar ve CME'lerden orantısız bir şekilde sorumludur, bu vikinin başka bir yerinde ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Büyük bir güneş lekesi grubu otomatik olarak tehlikeli değildir; daha küçük ancak manyetik olarak daha karışık bir bölge, çok daha büyük ve daha basit bir bölgeden daha fazla performans gösterebilir.