L’eliosfera è una grande bolla nello spazio creata dal vento solare proveniente dal Sole. Ai margini dell’eliosfera, il vento solare si scontra con i gas del mezzo interstellare e smette di essere il clima spaziale dominante. L’eliosfera è enorme: il suo confine più vicino è distante circa 100 AU (unità astronomiche o distanze Terra-Sole), mentre il suo confine più lontano è distante 200-300 AU. L’eliosfera ha una forma ellittica, come la coda di una cometa, a causa del rapido movimento del Sole attraverso il mezzo interstellare mentre orbita attorno al centro galattico.
Come affermato, la causa dell’eliosfera è il vento solare. Il vento solare è un flusso continuo di particelle cariche, principalmente elettroni e protoni liberi, che fluiscono dal Sole a una velocità compresa tra 400 e 700 km/s (circa 1,000,000 mph). Questo equivale a 6.7 miliardi di tonnellate all’ora, o una massa pari alla Terra ogni 150 milioni di anni. Anche se sembra molto, in realtà è molto diffuso a causa della vastità dello spazio.
Oltre al vento solare, l’eliosfera è mantenuta anche dal campo magnetico del Sole, che si estende verso l’esterno per almeno 100 AU, e ha una forma simile a quella dell’abito di una ballerina che gira a causa della rotazione del Sole ogni 27 giorni. Questa struttura, il foglio di corrente eliosferica, crea un’increspatura nell’intera eliosfera e, insieme all’eliosfera stessa, è la struttura più grande del sistema solare.
Oltre al foglio di corrente eliosferica, l’eliosfera ha un’altra struttura. Ad esempio, c’è lo shock di terminazione, un confine a circa 70-90 AU dal Sole dove il vento solare passa dall’essere supersonico al subsonico. Questo confine è stato attraversato dalla sonda spaziale Voyager II nel 2007. In realtà, la sonda lo ha superato cinque volte, perché il confine fluttua a causa delle corrispondenti fluttuazioni dell’emissione solare, compresi i brillamenti solari. Nello spazio, la velocità del suono è molto più veloce che sulla Terra (circa 100 km/s), quindi il vento solare si muove ancora velocemente a questa distanza, ma non abbastanza velocemente da superare la velocità del suono.
Più lontano dallo shock di terminazione c’è l’eliopausa, dove le particelle cariche nel vento solare si scontrano con le particelle del mezzo interstellare, e lo shock dell’arco, dove il vento solare cessa di avere alcun effetto sul mezzo interstellare. Nessuna delle due è stata ancora raggiunta dalle nostre sonde spaziali, ma lo saranno entro il 2020. Inoltre, l’Interstellar Boundary Explorer, lanciato nel 2008, fornirà preziose informazioni sul confine interstellare.