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"Voyager"-Sonden sind auf großer Reise

Mit 48.000 km/h unterwegs in nie besuchten Regionen: Neue Messungen von "Voyager 2" zeigen eine erstaunliche Grenze des Innenraums unseres Sonnensystems. Die 42 Jahre alte Raumsonde entdeckte eine Art magnetische Wand.

Sie sind 42 Jahre alt und werken noch immer. Und dies, obwohl sie in höchst unwirtlichen Gegenden unterwegs sind: Als die amerikanische Raumfahrtbehörde NASA 1977 die beiden "Voyager"-Sonden ins All starten ließ, konnte sich keiner der Ingenieure vorstellen, dass die betagten technischen Pioniere im Jahr 2019 noch immer einzigartige Daten vom Außenrand des Sonnensystems zur Erde funken. Auf rund vier Jahre wurde die "Lebenszeit" der Geräte damals berechnet. Inzwischen haben beide Sonden den interstellaren Raum erreicht. Das ist faszinierendes Neuland für die Weltraumforschung.

"Voyager 2" hatte am 5. November 2018 die Heliosphäre, den Bereich der Magnetfelder um die Sonne, verlassen. Das Plasma-Instrument an Bord der Sonde registrierte an diesem Tag einen steilen Abfall in der Dichte der Sonnenwind-Teilchen. Seither ist nach Information der NASA kein Sonnenwind in der Umgebung von "Voyager 2" mehr gemessen worden. Drei weitere Instrumente an Bord lieferten ebenfalls Daten, die auf ein Verlassen der Heliosphäre hindeuten.

Die Heliosphäre ist eine vom Sonnenwind gebildete riesige Plasmawolke um die Sonne. Sie verhindert den Kontakt der Planeten und ihrer Atmosphären mit dem interstellaren Medium, das aus ionisiertem Gas und hochenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung besteht. Diese Strahlung würde alles Leben auf der Erde vernichten.

Die Sonde ist rund 18 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Jede Übertragung von Information dauert seitdem etwa 16,5 Stunden. Im Fachblatt "Nature Astronomy" präsentierten fünf Forscherteams jetzt die Auswertung der Messdaten von dieser Passage. Die beiden Sonden werden nun voraussichtlich Milliarden Jahre durchs All driften. Die Forscher hoffen, dass sie noch einige Zeit Daten liefern.

Die 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 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", sagt "Voyager"-Chefwissenschafter Edward Stone vom California Institute of Technology. Beide Raumsonden hätten die Grenze der Heliosphäre in fast gleicher Distanz passiert: "Voyager 1" in etwa 121 Astronomischen Einheiten, "Voyager 2" in rund 119. Eine Astronomische Einheit ist die Entfernung der Erde von der Sonne.

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", erklärt"Voyager"-Forscher Don Gurnett von der Universität von Iowa, Koautor einer der Analysen. "Wir zeigen mit den Sonden, 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. Die Sonde entdeckte eine Art magnetische Wand, die ein Eindringen energiereicher elektrisch geladener Teilchen aus dem interstellaren Raum in die Heliosphäre reduziert. Die Forscher spekulieren, dass die Heliosphäre eine Art Bugwelle durch das interstellare Medium vor sich herschieben könnte.

Den "Voyager"-Sonden werden sie vermutlich nicht vermessen können. Die radioaktiven Batterien reichen noch für etwa fünf Jahre. Die beiden betagten "Voyager" würden allerdings die Erde überdauern, betonte William Kurth von der Universität von Iowa, Autor einer der Fachartikel: "Sie sind in ihren eigenen Umlaufbahnen um die Galaxie für fünf Milliarden Jahre oder länger. "

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