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Voyager 2: Daten zeigen überraschend scharfe Grenze zum interstellaren Raum

Vor einem Jahr tauchte die NASA-Raumsonde Voyager 2 in den interstellaren Raum ein. Dabei gesammelte Messdaten der Passage zeigen Überraschendes.

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(Bild: NASA/JPL-Caltech)

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Messungen der Raumsonde Voyager 2 zeigen eine erstaunlich scharfe Grenze des Innenraums unseres Sonnensystems. Die Sonde hatte vor einem Jahr diese sogenannte Heliosphäre verlassen und war damit in den interstellaren Raum eingetaucht. Im Fachblatt Nature Astronomy präsentieren fünf Forscherteams jetzt die Auswertung der Messdaten von dieser Passage vom 5. November 2018. Sie lief demnach etwas anders ab als bei der Schwestersonde Voyager 1, die diese Grenze bereits am 25. August 2012 überquert hatte. Die beiden Sonden werden nun voraussichtlich Milliarden Jahre lang durchs All driften.

Unsere Sonne bläst einen kontinuierlichen Teilchenstrom ins All. Dieser heiße Sonnenwind hat eine große Blase im interstellaren Gas ausgehöhlt, die Heliosphäre. Sie endet dort, wo der Druck des dünnen, heißen Sonnenwinds dem des dichteren und kühleren lokalen interstellaren Mediums gleicht. Die Schwerkraft der Sonne dagegen reicht noch viel weiter in den interstellaren Raum hinein, sodass auch dort noch ferne Asteroiden und Kometen unseres Systems kreisen.

Als die beiden Sonden vor mehr als 40 Jahren gestartet wurden, "hatten wir keine Vorstellung, wie groß die Blase ist, die die Sonne in das interstellare Medium eingeschnitten hat", erläuterte Voyager-Chefwissenschaftler Edward Stone vom California Institute of Technology in einer Pressekonferenz zu den neuen Datenanalysen.

Beide Raumsonden haben die Grenze der Heliosphäre nun in fast gleicher Distanz passiert: Voyager 1 in etwa 121 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit ist die Entfernung der Erde von der Sonne), Voyager 2 in rund 119. Das deutet auf eine symmetrische Kugelform der Heliosphäre hin, zumindest auf einer Seite. Denn beide Sonden haben dieselbe Halbkugel der Heliosphäre durchquert und sie schräg in Flugrichtung unseres Sonnensystems verlassen, das sich durch die Galaxis bewegt.

Voyager 2 hat die Grenze der Heliosphäre in nur einem Tag passiert, was einen scharfen Übergang zum lokalen interstellaren Medium bedeutet. "Die alte, historische Vorstellung, dass der Sonnenwind sich einfach allmählich reduziert, je weiter man in den interstellaren Raum vordringt, trifft nicht zu", erläuterte Voyager-Forscher Don Gurnett von der Universität von Iowa, Co-Autor einer der Analysen. "Wir zeigen mit Voyager 2 – und vorher mit Voyager 1 –, dass es dort draußen eine ausgeprägte Grenze gibt."

Zuvor war Voyager 2 durch eine etwa 1,5 Astronomische Einheiten dicke Grenzregion geflogen, wo der Sonnenwind langsamer wird und sich staut. Anders als Voyager 1 hat die Schwestersonde dabei keine Bereiche beobachtet, in denen interstellares Material in die Heliosphäre eindringt. Stattdessen entdeckte Voyager 2 eine Art magnetische Wand, die ein Eindringen energiereicher, elektrisch geladener Teilchen aus dem interstellaren Raum in die Heliosphäre reduziert und die Voyager 1 nicht bemerkt hatte.

Erste Messungen jenseits der Grenze zeigen zudem, dass die Temperatur des lokalen interstellaren Mediums merklich höher liegt als erwartet. Die Forscher spekulieren, dass die Heliosphäre eine Art Bugwelle durch das interstellare Medium vor sich herschieben könnte.

Voyager 2 (13 Bilder)

Zur Feier der Missionen hat die NASA mehrere Poster erstellt.
(Bild: NASA)

Den Voyager-Sonden wird allerdings voraussichtlich die Energie ausgehen, bevor sie eine solche Bugwelle erreichen und vermessen könnten. Stone schätzt, dass die radioaktiven Batterien noch etwa fünf Jahre reichen. "Als die beiden Voyagers gestartet wurden, war das Weltraumzeitalter erst 20 Jahre alt", sagte der Planetenforscher. "Niemand hat erwartet, dass sie 40 Jahre halten würden."

Die Voyagers hatten 1977 im Abstand weniger Tage ihre "große Tour" durchs äußere Sonnensystem begonnen und in den folgenden Jahren die Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun besucht. Voyager 1 war bereits hinter dem Saturn nach Norden abgebogen, Voyager 2 nach dem Besuch des Neptun Richtung Süden. Nach Jahrzehnten haben sie nun die Grenze der Heliosphäre passiert und sind damit auf dem Weg zu den Sternen.

"Die beiden Voyagers werden die Erde überdauern", betonte William Kurth von der Universität von Iowa, Ko-Autor einer der Fachartikel. "Sie sind in ihren eigenen Umlaufbahnen um die Galaxie für fünf Milliarden Jahre oder mehr. Und die Wahrscheinlichkeit, dass sie auf irgendetwas stoßen, ist nahezu null."

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(mho)