Още Волф и Тернер откриват съществуването на 22-годишен (двоен 11-годишен) цикъл, но своето признание той получава след откриването от Хейл (1925 г. – Хейл и Никълсън) на закона за смяна на полярностите на слънчевите петна. Оказва се, че на този цикъл се подчиняват 97% от слънчевите петна, но той се проявява най-силно по отношение на техните магнитни характеристики.

    Особености на цикъла и биполярните групи:

    – в продължение на 11-годишния цикъл полярността на всички главни петна в северното полукълбо е една и съща.

    – главните петна в южното и северно полукълбо имат противоположна полярност. (Аномалните петна с обратна полярност често са свързани с висока активност на избухванията.)

    – при прехода от един 11-годишен цикъл към следващия, полярността на главното петно на групите в двете полукълба на Слънцето се сменя с противоположната (закон на Хейл, 1913).

    – в нечетните (по цюрихската номерация) цикли в северното полукълбо главните петна имат магнитно поле със северна полярност, а в южното – южна полярност.

    – пълният магнитен поток на полюса във всяка полусфера има същата полярност, както и главните петна в същата полусфера.

    – полярното поле мени знака си в максимума на слънчевата активност или 1-2 години по-късно и моментите на смяна на знаците на различните полюси могат да не съвпадат. Обръщането на знака на полюсите очевидно е обусловено от миграцията (например в течение на година) на магнитното поле (с полярността на опашното петно) от ширина 40°към полюсите и се съпровожда от миграция на влакната , лежащи на границата на раздела на полярностите на крупномащабните униполярни магнитни полета.

    – в минимума на слънчевата активност полярните магнитни полета са много силни, в резултат на което полярните коронални дупки са относително големи и симетрични. Близо до максимума на слънчевата активност, когато полярните магнитни полета са отслабнали, полярните коронални дупки намаляват по размер и изчезват.

    – за да се върне магнитното поле на Слънцето в предишното състояние, трябва да минат 2 11-годишни цикъла.

    – 22-годишния цикъл започва с четен цикъл.

Закон на Шпьорер

    Обикновено групите слънчеви петна се появяват на хелиографска ширина не по-висока от 40 – 45° и само в изключителни случаи са били забелязани пори по-високо от 50° . Това разпределение по ширина на групите петна, обаче, претърпява изменение с времето, на което обърнал внимание Керингтон през 1859 г., а след това било потвърдено и от Шпьорер.

   Законът за движение на зоната на слънчевите петна или законът на Шпьорер се състои в следното:

    – по-голямата част от петната се намират в т.нар. главни зони на активност, по една във всяка полусфера, с ширина 15° – 20°, разположени успоредно на екватора.

    – положението на тези зони се изменя с фазата на цикъла на слънчевата активност – изменя се хелиографската ширина на мястото, където се появяват петната, а самите петна се преместват твърде малко за времето на своето съществуване.

    – в самото начало на 11-годишния цикъл те са на около ± 30° хелиографска ширина, близо до епохата на максимума – на около ± 15° , а в края на цикъла, до минимума – на около ± 8°.

    – на ниски хелиографски ширини са групи петна със стара полярност, докато едновременно с това на високи хелиографски ширини съществуват групи петна с новата, противоположна, полярност.

    – 2 съседни цикъла могат да се застъпват в продължение на около 2 години.

    – Диаграмата на разпределението на групите петна по ширина, наречена “пеперуда на Маундер”,

демонстрира по ясен и категоричен начин тази закономерност и в същото време по нея много по-точно може да определи средната продължителност на 11-годишния цикъл.