تشير النماذج المناخية إلى أن حدوث انخفاض شمسي عميق جديد شبيه بحد موندر لن يخفض متوسط حرارة الأرض بمقدار درجتين فهرنهايت. ويرجح أن يكون أثره العالمي المؤقت في حدود بضعة أعشار الدرجة المئوية أو أقل، ولذلك لن يكون كافيًا لإلغاء الاحترار الناتج من استمرار انبعاث غازات الدفيئة.

امتدت فترة الانخفاض الشديد في عدد البقع الشمسية المعروفة باسم حد موندر من نحو ١٦٤٥ إلى ١٧١٥، وتزامنت مع جزء بارد من العصر الجليدي الصغير. ومع ذلك لم تكن الشمس السبب الوحيد في البرودة، إذ أسهمت الانفجارات البركانية وتغيرات المحيطات والغلاف الجوي وعوامل طبيعية أخرى في اختلاف درجات الحرارة إقليميًا.

يتغير مجموع الإشعاع الشمسي الواصل إلى أعلى الغلاف الجوي بنحو ٠.١٪ بين الحد الأدنى والحد الأقصى للدورة الشمسية المعتادة. ويسهم هذا التغير الصغير في تأثيرات مناخية محدودة وقابلة للقياس، لكنه أضعف بكثير من أن يفسر الارتفاع الكبير والمستمر في متوسط حرارة سطح الأرض خلال العصر الصناعي.

يُنسب إلى الفلكي اليوناني أريستارخوس الساموسي أقدم نموذج معروف بوضوح يجعل الأرض تدور حول الشمس وحول محورها، وقد عاش في القرن ٣ قبل الميلاد. ولم ينتشر نموذجه على نطاق واسع، إذ فضّل علماء العصور القديمة النموذج الأرضي الذي طوره أرسطو ثم بطليموس وظل سائدًا قرونًا طويلة.

يمكن لتغير النشاط الشمسي أن يؤثر بدرجة محدودة في مناخ الأرض، لكنه لا يفسر الاحترار العالمي السريع المسجل منذ منتصف القرن ٢٠. وتبين القياسات أن الطاقة الشمسية الواصلة إلى الأرض لم ترتفع بما يوافق الاحترار الحديث، بينما تتفق الزيادة الحرارية مع تراكم غازات الدفيئة الناتجة أساسًا من الأنشطة البشرية.

قدم نيكولاس كوبرنيكوس في القرن ١٦ نموذجًا يجعل الأرض والكواكب تدور حول الشمس، ونشر تفصيله في كتابه «حول دوران الأجرام السماوية» سنة ١٥٤٣. ولم يُقبل النموذج فورًا، بل دعمت ملاحظات غاليليو وقوانين كبلر للحركة الكوكبية ثم قوانين نيوتن للجاذبية والحركة قدرته على تفسير النظام الشمسي.

عُثر في شمال أفريقيا ومصر على مومياوات قديمة تحمل وشومًا ذات أشكال هندسية وحيوانية ورمزية، وكان بعضها يخص النساء وبعضها الرجال. غير أن تفسير هذه العلامات بوصفها رموزًا لعبادة الشمس تحديدًا ليس مؤكدًا، إذ ربما ارتبطت بالحماية الدينية أو المكانة الاجتماعية أو العلاج أو الهوية الجماعية.

يعني اسم اليابان في صيغتيه «نيهون» و«نيبون» أصل الشمس أو منبعها، وهو تعبير نشأ من موقع البلاد شرقي القارة الآسيوية حيث تبدو الشمس وكأنها تشرق منها. ويتوسط علم اليابان قرص أحمر يمثل الشمس، ولذلك يُعرف باسم «هينومارو»، أي دائرة الشمس، وليس رسمًا تفصيليًا لشروقها فوق الأفق.

تُعد أماتيراسو إلهة الشمس من أبرز الآلهة في ديانة الشنتو اليابانية، وتروي الأساطير أنها سلف الأسرة الإمبراطورية من خلال حفيدها نينيغي. وقد احتلت مكانة مركزية في الهوية الدينية والسياسية القديمة، لكن وصفها بأنها الحاكم الأعلى للعالم تبسيط لتقاليد أسطورية تضم آلهة متعددة وأدوارًا متداخلة.

كان رع من أهم الآلهة الشمسية في مصر القديمة، وارتبط بانتقال الشمس عبر السماء نهارًا ورحلتها في العالم السفلي ليلًا. وتختلف أساطير الخلق المصرية بين المدن والعصور؛ ففي بعض الروايات يُدمج رع مع أتوم بوصفه خالقًا أول، لكن القول إنه خلق نفسه و٨ آلهة أخرى ليس صيغة موحدة في جميع المعتقدات المصرية.

ظهرت عبادة الشمس أو تقديسها في حضارات عديدة، منها حضارات مصر القديمة وبعض الشعوب الهندية الأوروبية وحضارات أمريكا الوسطى. ولم تكن هذه المعتقدات ديانة واحدة مشتركة، بل نظمت كل ثقافة علاقتها بالشمس ضمن أساطير وطقوس وآلهة مختلفة، مستندة إلى دورها في الضوء والدفء والزراعة وتعاقب الفصول.

تدور الكواكب الثمانية حول الشمس في الاتجاه نفسه تقريبًا، ويبدو هذا الاتجاه عكس حركة عقارب الساعة عند النظر إلى النظام الشمسي من فوق القطب الشمالي للشمس. كما تقع معظم مداراتها قرب مستوى واحد يسمى مستوى مسار الشمس، بسبب نشأتها من قرص غازي وغباري دوار واحد.

وقعت عاصفة كارينغتون الشمسية في بداية سبتمبر ١٨٥٩، وشاهد الفلكي ريتشارد كارينغتون خلالها توهجًا شديد السطوع قبل وصول اضطراب مغناطيسي قوي إلى الأرض. وتسببت العاصفة في شرر وحرائق محدودة بأجهزة التلغراف، لكنها لا تُعد بالضرورة أقوى توهج شهدته الشمس في تاريخها الطويل، بل أقوى حدث موثق في عصر التلغراف.

التوهجات الشمسية انفجارات مفاجئة من الإشعاع تنشأ عندما تتحرر الطاقة المخزنة في المجالات المغناطيسية للشمس. وقد تؤثر الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية الناتجة فيها في الاتصالات الراديوية والأقمار الصناعية، بينما تسبب الجسيمات النشطة والانبعاثات الإكليلية عواصف مغناطيسية قد تؤثر في شبكات الكهرباء.

تبعث الشمس الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاقات متعددة، كما تطلق تدفقًا مستمرًا من الجسيمات المشحونة يُعرف بالرياح الشمسية. وتتراوح سرعة هذه الرياح عادة بين نحو ٣٠٠ و٨٠٠ كيلومتر في الثانية، بحسب المنطقة التي انطلقت منها والظروف المغناطيسية السائدة في الهالة الشمسية.

تبلغ شدة الجاذبية عند مستوى الغلاف الضوئي للشمس نحو ٢٨ ضعف الجاذبية على سطح الأرض، ولذلك يعادل وزن جسم كتلته ثابتة هناك نحو ٢٨ مرة وزنه الأرضي. ومع ذلك لا يمكن لأي شخص الوقوف على الشمس أو امتلاك وزن عملي فوقها، لأنها لا تملك سطحًا صلبًا بل تتكون من بلازما شديدة السخونة.

تبلغ قدرة الشمس الإشعاعية نحو ٣٨٢.٨ تريليون تريليون واط، وهي كمية من الطاقة يصعب تمثيلها بمقاييس أرضية. ولمعادلتها بتفجير مادة «تي إن تي» يلزم ما يقارب ٩١ مليون مليار طن كل ثانية، وهو رقم يفوق بكثير تقدير ١٠٠ مليار طن من الديناميت الوارد في بعض المقارنات الشائعة.

احتلت التضحية البشرية مكانة معروفة في بعض طقوس دولة الأزتك، وارتبطت خصوصًا بالإله ويتزيلوبوتشتلي الذي جمع بين صفات الشمس والحرب وحماية العاصمة. أما تزكاتليبوكا فكان إلهًا متعدد الصفات مرتبطًا بالليل والقدر والصراع والسلطة، ولا يصح وصفه ببساطة بأنه إله للشمس مماثل لويتزيلوبوتشتلي.

لا تدور الشمس بوصفها جسمًا صلبًا، لأنها كرة من البلازما تتفاوت سرعة دوران مناطقها. وتكمل المنطقة الاستوائية دورة حول المحور خلال نحو ٢٥ يومًا بالنسبة إلى النجوم البعيدة، بينما تحتاج المناطق القريبة من القطبين إلى أكثر من ٣٠ يومًا، ويُعرف ذلك بالدوران التفاضلي.

تبلغ درجة الحرارة في قلب الشمس نحو ١٥ مليون درجة مئوية، وتولد هذه الحرارة مع الضغط الهائل الظروف اللازمة لاندماج نوى الهيدروجين وتكوين الهيليوم. وتنخفض الحرارة تدريجيًا باتجاه الخارج حتى تبلغ نحو ٥,٥٠٠ درجة مئوية في الغلاف الضوئي الذي يمثل السطح المرئي للشمس.

الشمس هي أقرب النجوم إلى الأرض، ويبلغ متوسط المسافة بين مركزيهما نحو ١٤٩.٦ مليون كيلومتر، وهي المسافة التي تُعرف بالوحدة الفلكية. ولا تبقى المسافة ثابتة طوال السنة بسبب كون مدار الأرض بيضويًا قليلًا، فتقترب الأرض إلى نحو ١٤٧.١ مليون كيلومتر وتبتعد إلى نحو ١٥٢.١ مليون كيلومتر.

ينعكس المجال المغناطيسي العام للشمس قرب ذروة كل دورة شمسية تقريبًا، فيتحول القطب المغناطيسي الشمالي إلى جنوبي والعكس. وبذلك تستغرق الدورة المغناطيسية الكاملة نحو ٢٢ سنة، لأن المجال يحتاج إلى دورتين من دورات البقع الشمسية حتى يعود إلى اتجاهه الأصلي تقريبًا.

تمر الشمس بدورة نشاط يبلغ متوسطها نحو ١١ سنة، يتزايد خلالها عدد البقع الشمسية والتوهجات والانبعاثات الإكليلية الكتلية حتى تبلغ مرحلة الذروة الشمسية. ولا تنفجر البقع نفسها بالضرورة، بل ترتبط بمناطق مغناطيسية شديدة التعقيد قد تطلق كميات هائلة من الطاقة والبلازما إلى الفضاء.

يبلغ قطر الشمس نحو ١.٣٩ مليون كيلومتر، ولذلك يمكن وضع ما يقارب ١٠٩ أقطار أرضية على امتداد قطرها، وليس على سطحها بالمعنى الحرفي. أما من حيث الحجم، فيمكن أن يتسع جوف الشمس لنحو ١.٣ مليون كرة بحجم الأرض، مع أن كثافتها المتوسطة أقل كثيرًا من كثافة كوكب الأرض.

ستواصل الشمس دمج الهيدروجين في قلبها مدة تقارب ٥ مليارات سنة أخرى، ثم ينفد الهيدروجين المركزي وينكمش القلب بينما تتمدد الطبقات الخارجية، فتتحول الشمس إلى عملاق أحمر. وبعد ذلك تبدأ مرحلة اندماج الهيليوم لتكوين الكربون والأكسجين، قبل أن تنتهي الشمس قزمًا أبيض تحيط به بقايا سديم كوكبي.

تحتوي الشمس على نحو ٩٩.٨٦٪ من الكتلة الكلية للنظام الشمسي، بينما تتوزع النسبة الصغيرة الباقية بين الكواكب والكواكب القزمة والأقمار والكويكبات والمذنبات والغبار. ويستحوذ المشتري وحده على القسم الأكبر من الكتلة المتبقية، لكنه يظل أصغر من الشمس بأكثر من ١,٠٠٠ مرة من حيث الكتلة.

تحوّل الشمس في قلبها نحو ٦٠٠ مليون طن من الهيدروجين إلى هيليوم كل ثانية، ويُفقد من هذه الكتلة نحو ٤ ملايين طن تتحول إلى طاقة وفق العلاقة بين الكتلة والطاقة. وتتكون الشمس حاليًا من نحو ٧٤٪ من الهيدروجين و٢٤٪ من الهيليوم بالكتلة، بينما تمثل العناصر الأثقل قرابة ٢٪.

يبلغ عمر الشمس نحو ٤.٥٧ مليارات سنة، وقد تكوّنت مع بقية النظام الشمسي من سحابة من الغاز والغبار انهارت بفعل الجاذبية. وهي في منتصف المرحلة المستقرة تقريبًا من حياتها بوصفها نجمًا من نجوم التسلسل الرئيسي، إذ يُتوقع أن تبلغ المدة الإجمالية لهذه المرحلة نحو ١٠ مليارات سنة.

تُصنف الشمس طيفيًا ضمن النجوم من النوع «جي ٢ في»، ويعني الحرف الأخير أنها نجم من نجوم التسلسل الرئيسي يحول الهيدروجين إلى هيليوم في قلبه. وتبلغ حرارة سطحها الفعال نحو ٥,٧٧٢ كلفن، وهي متوسطة الحرارة والحجم مقارنة بأنواع النجوم الأخرى، كما تحتوي نسبًا ضئيلة من عناصر أثقل من الهيليوم.

يدور حول الشمس ٨ كواكب رئيسية هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون. وكان بلوتو يُعد الكوكب التاسع منذ اكتشافه سنة ١٩٣٠، لكن الاتحاد الفلكي الدولي أعاد تصنيفه سنة ٢٠٠٦ بوصفه كوكبًا قزمًا، لعدم استيفائه شرط تنظيف جوار مداره من الأجرام الأخرى.