Влияние местонахождения гелиосферы Солнечной системы во время её движения внутри Млечного Пути влияет на климат Земли, хотя исследоавания такого влияния ранее не учитывались климатологами, в частности как фактора образования оледенений и их таяния.
Известно, что звёзды, подобные Солнцу, не статичны, а движутся в пределах Млечного Пути сквозь окружающую среду вместе с планетами и их спутниками. Космическая среда состоит из пыли, газа, звёзд и космического ветра. У Солнца также есть звёздный ветер.
Движение звезды вместе с её ветром создаёт кокон или пузырь — астросферу. Солнечный кокон, известный как гелиосфера, защищает Землю и другие планеты нашей Солнечной системы. Гелиосфера и её движение защищают Солнечную систему от низкоэнергетических галактических космических лучей (ГКЛ) и межзвёздной пыли и газа. Нынешняя гелиосфера защищает Землю от 70% ГКЛ с энергией до 200 МэВ.
ГКЛ являются доминирующим источником излучения и основной опасностью, влияющей на долгосрочные космические миссии в нашей Солнечной системе.
Схема гелиосферы. Показаны несколько элементов, образующих гелиосферу. Ожидается, что ширина сектора будет меняться в зависимости от солнечного цикла.
Гелиосфера защищает Солнечную систему от 70% агрессивного галактического излучения.
Синяя кривая показывает интегральную скорость счёта галактических космических лучей от Voyager 1. Серая заливка обозначает гелиосферу.
За последнее десятилетие произошли кардинальные изменения в нашем понимании гелиосферы благодаря использованию данных таких миссий, как Voyager, Interstellar Boundary Explorer (IBEX), New Horizons и Cassini, а также достижениям в теоретическом и численном моделировании.
Космические аппараты Voyager 1 и 2 (V1 и V2 соответственно) предоставили нам беспрецедентные данные, полученные непосредственно на границах гелиосферы и теперь исследуют межзвёздную среду (МЗС).
Космический аппарат New Horizons, находящийся сейчас на расстоянии более 60 астрономических единиц от Солнца, предоставляет данные, полученные непосредственно на "носу" гелиосферы (направлении, в котором гелиосфера движется в МЗС).
IBEX предоставили первые удалённые карты энергетически нейтральных атомов (ЭНА) гелиосферы вдоль линии зрения. В то же время, благодаря возможностям параллельных вычислений, значительно улучшились возможности компьютерного моделирования. Эти революционные достижения позволяют нам глубже понять гелиосферу.
В современном понимании гелиосферы остаётся много неразгаданных тайн. Среди них – форма гелиосферы, особенно гелиохвоста, по поводу которой продолжаются споры о том, похожа ли форма гелиосферы на комету или на круассан с раздвоенным хвостом.
Электронно-оптические датчики (ЭАН) из предстоящей миссии НАСА "Межзвёздный зонд для картирования и ускорения" (IMAP) (запуск запланирован на сентябрь 2025 года) смогут исследовать гелиохвост глубже, чем это было возможно в предыдущих миссиях, потенциально раскрывая его форму.
Такие коллективные усилия, как научные центры НАСА DRIVE SHIELD, которые объединяют данные, полученные непосредственно на аппаратах Voyager и New Horizons, с моделированием, вносят важный вклад в наше понимание гелиосферы, значительно меняя наше представление о её форме.
За время своего существования Солнце прошло через различные регионы, и различные среды межзвёздной среды, с которыми оно сталкивалось, должны были оказать глубокое влияние на гелиосферу и Землю.
Современная гелиосфера, простирающаяся на расстояние не менее сотен астрономических единиц, значительно отличается от гелиосферы прошлого, например, в периоды, когда Солнце сталкивалось с массивными холодными облаками, и гелиосфера сжималась до размеров, меньших астрономических единиц.
(а) Современная гелиосфера погружена в тёплую межзвёздную среду с нейтральной плотностью 0,1 см−3.
(б) Гелиосфера прошлого после того, как Солнце столкнулось с плотными холодными облаками (∼3000 см−3), которые сжали гелиосферу до размеров, меньших астрономических единиц.
Сокращение: AU - астрономическая единица; МЗС - межзвездная среда.
Длительность изменений на Земле и в гелиосфере зависит от неизвестных размеров облаков (от астрономических единиц до парсеков), которые длятся от 10 тысяч до
1 миллиона лет.
Сейчас можно использовать новые астрономические данные, полученные в рамках таких миссий, как Gaia, чтобы точно определить местоположение структур в МЗС, начиная с 60 миллионов лет назад. Это тот же период, за который у нас есть образцы глубоководных океанических пород, позволяющие составить карту прошлой истории климата Земли. В то же время были разработаны современные климатические модели, позволяющие исследовать влияние как космических, так и земных факторов на изменения климата.
