黑子很少出現在太陽赤道附近和日麵緯度40度以上的地方，更不要說更高的緯度了，光譜法就成為科學家測定太陽自轉的良好助手。光譜法得出的太陽自轉周期是：赤道部分約26日，極區約37日。這比從黑子位置移動得出來的太陽自轉周期要長一些，長約5％。
為什麼呢？
一種解釋是：黑子有磁場，並通過磁力線與內部聯結在一起，內部自轉得比表麵快些，黑子周期就短些，而光譜得到的結果隻代表太陽表麵的情況。這類問題的研究可以說現在隻是才開頭，其中的奧妙和真相還都說不清楚。
早在20世紀初，就有人發現太陽自轉速度是有變化的，而且常有變化。1901～1902年觀測到的太陽自轉周期，與1903年得出的不完全一樣。不久，有人更進一步發現，即使是在短短的幾天之內，太陽自轉速度的變化可以達到0.15千米／秒，這幾乎是太陽自轉平均速度的四千分之一，那是相當驚人的。
1970年，兩位科學家在大量觀測實踐的基礎上，得出了一個幾乎有點使人不知所措的結論。通過精確的觀測，他們發現太陽自轉速度每天都在變化，這種變化既不是越轉越快，周期越來越短，也不是越轉越慢，周期越來越長，而似乎是在一個可能達到的極大速度與另一個可能達到的極小速度之間來回變動著。
太陽自轉速度為什麼隨時間而變化？有什麼規律？這意味著什麼？現在都還說不清楚，隻能說是些有待研究和解決的謎。
空間技術的發展使得科學家們有可能著手觀測和研究太陽外層大氣的自轉情況，主要是色球和日冕的自轉情況。在日冕低緯度地區，色球和日冕的自轉速度和我們肉眼看到的太陽表麵層——光球基本一致。在高緯度地區，色球和日冕的自轉速度明顯加快，大於在它們下麵的光球的自轉速度。換句話說，太陽自轉速度從赤道部分的快，變到兩極區域的慢，這種情況在光球和大氣低層比較明顯，而在中層和上層變化不大，不那麼明顯。
這種捉摸不透的現象，自然是科學家們非常感興趣、有待深入研究的課題。
樹有根，水有源。認為產生太陽自轉的各種現象的根源在其內部，即在光球以下、我們肉眼不能直接看到的太陽深處，這是有道理的。
日震可以為我們提供太陽內部的部分情況，這是一方麵。更多的是進行推測，當然，這種推測並非毫無根據，而是有足夠的可信程度。譬如：根據太陽所含的鋰、鈹等化學元素的多少來進行分析和推測；從赫羅圖上太陽應占的位置來看，太陽是顆主序星，根據所有主序星的平均自轉速度進行統計，來考慮和推測。
其結果怎麼樣呢？
不僅難以得到比較一致的意見，甚至還針鋒相對：有的學者認為太陽內部的自轉速度要比表麵快，快得多；另一些學者則認為表麵自轉速度比內部快。
一些人認為：太陽自轉速度隨深度而變化，我們在太陽表麵上測得的速度，很可能還繼續向內部延伸一段距離，譬如說大致相當於太陽半徑的1／3，即約21萬千米。隻是到了比這更深的地方，太陽自轉速度才顯著加快。
包括地球在內，許多天體並非正圓球體，而是扁橢球體，其赤道直徑比兩極方向的直徑長些。用來表示天體扁平程度的“扁率”，與該天體的自轉有關。地球的赤道直徑約12756.3千米，極直徑約12713.5千米，兩者相差42.8千米，扁率為0.0034，即約1／300。八大行星中自轉得最快的兩顆行星是木星和土星，它們的扁率分別是0.0637和0.102，用望遠鏡進行觀測時，一眼就可以看出它們都顯得那麼扁。
太陽是個自轉著的氣體球，它應該有一定的扁率。20世紀60年代，美國科學家迪克正是從這樣的角度提出了問題。根據迪克的理論，如果太陽內部自轉速度相當快，其扁率有可能達到4.5／100000。太陽直徑約1392000千米，如此扁率意味著太陽的赤道直徑應該比極直徑大60多千米，對於太陽來說，這實在是微乎其微。可是，要想測出直徑上的這種差異，卻異乎尋常地困難，高靈敏度的測量儀器也未必能達到所需要的精度。
為此，迪克等人做了超乎尋常的努力，進行了無與倫比的超精密測量。經過幾年的努力，他得出的太陽扁率為（4.51±0.34）／100000，即在4.85／100000到4.17／100000之間，剛好是他所期望的數值。1967年，迪克等人宣布自己的測量結果時，所引起的轟動是可想而知的。一些人讚歎迪克等人理論的正確和觀測的精密，似乎更多的人持懷疑態度。他們有根有據地對迪克等人的觀測精度提出相反意見，認為這是不可能的。