美国天文学家海耳(1868－1938)1890 年毕业于美国麻省理工学院,后任芝加哥大学天体物理学副教授．为了研究日面结构,海耳设计了太阳单色光照相仪,这种仪器的特点是只允许太阳光谱中某种波段的光通过．1892 年他成功地拍摄了太阳单色像。

为了深入开展研究太阳的工作,海耳迫切需要一架大型望远镜,但他实在缺乏这方面的费用．当时一位名叫叶凯士的金融家在海耳游说下,赞助了这项开支．这位金融家为制造新望远镜和建筑天文台支付的款项总额,竞达到了34.9 万美元．天文台即用他的名字命名——叶凯士天文台．当时一位望远镜技师为海耳磨制了口径达1 米的透镜,重达230 千克．整个望远镜子1896年安装在叶凯士天文台．迄今为止,它依然是世界上最大的折射望远镜。

1908 年,海耳用氢红色光(波长为6563 埃)拍得一张单色光太阳照片,发现照片上的黑子周围有漩涡状结构．后来,他又几次发现这种现象．当时海耳把它叫做“日面漩涡”．观测发现,在一个黑子群中一般有两个主要黑子,按太阳自转方向,在黑子群西部首先出现的称为前导黑子,随后出现的黑子称为后随黑子．这种漩涡现象在这样一对黑子附近出现的时候,很像马蹄形磁铁附近的铁屑分布情况．由此海耳推断太阳黑子可能具有很强的磁场。

后来,海耳测得太阳黑子磁场强度约三四千高斯(地球磁场不足1 高斯)．这是人类第一次测量到地球以外天体的磁场。

从那以后,天文台开始对于黑子的磁场作经常性的观测．大量的观测结果说明,每个黑子都具有磁场．像地球有磁北极和磁南极那样,太阳黑子也有两个极(N 和S)．如果前导黑子是S 极,后随黑子就是N 极．观测表明,太阳南北半球的黑子群的前导黑子所带的极性恰好相反．在一个太阳黑子周中,如果原来北半球的前导黑子是N 极,过了约11 年后,会改变为S 极．海耳于1919 年指出,太阳活动的真正周期不是11 年而是22 年．现在人们称22 年这个周期为太阳黑子的磁周期。

关于太阳磁场的起源,至今仍是一个未解之谜。

太阳磁场是非常复杂而又活跃的．通常在太阳上观测到的是双极磁场,但是也意外地发现有单极区．在太阳上谈不上有很大数值的统一固定的磁场,这是因为太阳内部和表层的物质都在不断地发生强烈的运动,其中包括复杂的太阳磁场活动．“漩涡”状的黑子磁场只是其中一种表面现象而已。