太陽圏（たいようけん）、または太陽系圏（たいようけいけん）、ヘリオスフィア（Heliosphere）は、太陽系の周囲の荷電粒子の泡であり、太陽風の届く範囲の空間である。電気的に中性な原子は太陽圏を通り抜けることができるが、事実上、太陽圏の全ての物質は太陽自身から放出されている。

太陽から半径数百億kmは、太陽風は100万km/h以上の速度で吹く[1][2]。星間物質と相互作用をし始めると、太陽風の速度は低下し始め、最終的に止まる。太陽風が減速し始める地点は末端衝撃波面と呼ばれ、太陽風は減速しながらヘリオシースを進み、星間物質と太陽風の圧力が平衡になるヘリオポーズに達する。

ヘリオポーズを超えると、星間物質が太陽圏に衝突するようになり、かつてはバウショックと呼ばれる領域が存在すると考えられていたが、IBEXのデータによると、星間物質の中を進む太陽の速度は、バウショックを形成するには小さすぎることが示唆された[3]。また、カッシーニとIBEXのデータから、2009年には挑戦的な「太陽尾」理論が提唱された[4][5]。ボイジャーのデータからは、ヘリオシースは「磁気バブル」と「よどみ領域」を持つという新しい理論が提唱された[6][7]。

ヘリオシースの中の「よどみ領域」は、113天文単位から始まることが、2010年のボイジャー1号の観測結果から発見された[6]。ここでは、太陽風の速度は0になり、磁場の強さは2倍になり、銀河からの高エネルギー電子は100倍になる[6]。120天文単位の位置にいたボイジャー1号は、2012年3月から宇宙線の急激な増加を検出し始め、ヘリオポーズに近づいている明らかなサインだと考えられた[8]。
太陽風詳細は「太陽風」および「惑星間物質」を参照

太陽風は、粒子（コロナから放出されるイオン化された原子）と場（特に磁場）から構成される。太陽は約27日の周期で自転しているため、太陽風によって運ばれる磁場は、螺旋状になる。太陽の磁場の変化は太陽風によって外向きに伝えられ、地球の磁気圏に対しても磁気嵐を引き起こす。
構造
太陽圏電流シート木星の軌道より外側の太陽圏電流シート詳細は「太陽圏電流シート」を参照

太陽圏電流シートは、太陽の回転する磁場によって形成される太陽圏のさざ波である。太陽圏全体に広がり、太陽系で最も大規模な構造だと考えられている。その形は、「バレリーナのスカート」に例えられる[9]。
周辺構造

太陽圏の周辺構造は、太陽風と恒星間風の相互作用によって決定される。太陽風は、太陽から全ての方角に数百km/s（地球近傍）の速度で吹き出す。海王星の軌道以遠のある距離で、超音速の太陽風は、星間物質のガスと出会う前に減速される必要がある。これには、いくつかの段階を経る。

太陽風は、太陽系内を超音速で進行し、末端衝撃波面で速度が音速以下にまで落ちる。

亜音速まで速度が落ちると、太陽風は周囲の星間物質の流れの影響を受け始める。その圧力により、理論的には、彗星のような「太陽尾」を生じる。この領域は、ヘリオシースと呼ばれる。しかし、2009年の観測で、このモデルは誤っていることが示された[4][5]。2011年時点では、磁気の「泡」で満たされていると考えられている[10]。

太陽圏が星間物質と出会うヘリオシースの外表面は、ヘリオポーズと呼ばれる。ここが太陽圏の端に相当する。2009年の観測では、このモデルに適合する結果が得られた[4][5]。

理論的には、太陽が銀河系を公転すると、太陽圏が星間物質に乱流を生じさせる可能性がある。星間物質に対する太陽圏の圧力によって生じる乱流の領域は、バウショックと呼ばれる。しかし、IBEXのデータで、星間物質の中を進む太陽の速度が遅いため、バウショックは形成されないことが示唆された[3]。

末端衝撃波面身近なところでは、シンクの跳水で末端衝撃波面が見られる。

末端衝撃波面は、恒星間物質との相互作用によって太陽風の速度が低下し、亜音速になる地点である。これにより、圧縮、加熱、磁場の変化が生じる。太陽系では、末端衝撃波面は、太陽から75から90天文単位の距離にあると考えられている[11]。ボイジャー1号は2004年、ボイジャー2号は2007年に、太陽の末端衝撃波面を通過した[12]。

星間での音速が約100km/hなのに対して、太陽から放出される太陽風は約400km/hであるため、衝撃波が生じる（実際の速度は、大幅に変動する密度に依存する）。星間物質の密度は非常に小さいが、一定の圧力を持っており、太陽風の圧力は、距離の2乗に比例して減少する。太陽から十分に遠くなると、星間物質の圧力が太陽風の速度を音速以下に低下させるのに十分な強さを持ち、衝撃波面を形成する。

太陽から外側に向かうと、末端衝撃波面に続いてヘリオポーズの領域に入る。ここでは、太陽風の粒子は、星間物質によって進行が止められる。

2005年5月、アメリカ地球物理学連合において、カリフォルニア工科大学のエドワード・ストーンは、磁場の変化の状況から、ボイジャー1号が2004年12月に太陽から94天文単位の距離にある末端衝撃波面を通り抜けたと見られると発表した。一方、ボイジャー2号は、2006年5月、太陽からわずか76天文単位の距離で戻ってくる粒子を検出し始めた。これは、太陽圏が北方向に膨らみ、南方向は押しつぶされたような不規則な形をしていることを示している[13]。