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Weltraumveteran erreicht interstellaren Raum
von Stefan Deiters
astronews.com
13. September 2013
Die Raumsonde Voyager 1 hat den interstellaren Raum
erreicht. Dies ist das Ergebnis der Auswertung neuer Daten, die die
amerikanische Raumfahrtbehörde NASA am Donnerstagabend vorstellte. Danach
befindet sich Voyager 1 bereits seit dem 25. August 2012 in einer
Region mit interstellarem Plasma. Der Weltraumveteran ist derzeit rund 19
Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt.
Die NASA glaubt,
dass die Sonde Voyager 1 den interstellaren Raum
erreicht hat.
Bild: NASA / JPL-Caltech |
Seit längerer Zeit hatte man damit gerechnet: Die Sonde Voyager 1
befindet sich nämlich schon seit Jahren in der Grenzregion der Heliosphäre und
niemand wusste genau, wann die Sonde tatsächlich die Heliosphäre verlassen und
den interstellaren Raum erreichen würde und wie sich dies in den Messwerten
ausdrückt. Die Heliosphäre ist der blasenförmige Bereich um die Sonne, der vom
Sonnenwind beeinflusst wird.
Über die genaue Position von Voyager 1 gab es zuletzt einige
Diskussionen: Erst vor einem Monat präsentierte ein Wissenschaftlerteam eine
Untersuchung, in der aus bestimmten Magnetfelddaten geschlossen wurde, dass sich
Voyager 1 bereits seit dem 27. Juli 2012 im interstellaren Raum
befindet. Nach anderen Modellrechnungen über die magnetischen Verhältnisse in
den äußeren Regionen der Heliosphäre, die auch von der NASA favorisiert wurden,
befand sich Voyager 1 danach aber noch innerhalb der Blase des
Sonnenwinds um unsere Sonne.
Doch die Diskussionen darüber, wie man tatsächlich erkennen kann, dass die Sonde
die Heliosphäre verlassen hat und sich im interstellaren Raum befindet, dürften
nun erst einmal beendet sein. Gestern Abend präsentierte nämlich auch die NASA
Daten, nach denen sich die Sonde bereits seit August 2012 in einem Bereich
befindet, in dem sie von interstellarem Plasma umgeben ist, also von
Gaspartikeln, die nicht von der Sonne, sondern von anderen Sternen stammen.
Allerdings seien auch hier noch immer bestimmte Effekte unserer Sonne zu spüren.
"Jetzt, da diese neuen Schlüsseldaten vorliegen, glauben wir, dass der
Menschheit tatsächlich der historische Schritt in den interstellaren Raum
gelungen ist", meinte Ed Stone vom California Institute of Technology,
der Projektwissenschaftler der Voyager-Mission. "Das Voyager-Team
benötigte Zeit, um die Beobachtungen zu analysieren und sie zu verstehen. Jetzt
aber können wir die Frage, die sich alle immer wieder gestellt haben,
beantworten - 'Sind wir schon da?' Ja, das sind wir."
Erste Hinweise auf den interstellaren Raum hatten die Instrumente von
Voyager 1 bereits im Jahr 2004 registriert. Niemand wusste allerdings, wie
groß der Grenzbereich der Heliosphäre tatsächlich ist. So intensivierte man die
Bemühungen, anhand der Daten der Instrumente herauszufinden, in welcher Umgebung
sich Voyager 1 gerade befindet - eine schwierige Aufgabe, ist
Voyager 1 doch die erste Sonde, die diese Region durchfliegt.
Die neuen Daten deuten darauf hin, dass Voyager 1 schon seit über einem
Jahr durch eine Art von Plasma, also ionisiertes Gas, fliegt, das man im
interstellaren Raum vermutet. Voyager 1 verfügt allerdings über keinen
funktionierenden Plasmasensor mehr, so dass die Wissenschaftler indirekt auf die
Plasmaumgebung schließen mussten. Zu Hilfe kam ihnen dabei eine gewaltige
Eruption der Sonne im März 2012, die Voyager 1 13 Monate später, im
April dieses Jahres, erreichte.
Die Eruption sorgte in der Umgebung der Sonde für Schwingungen im Plasma, die
mit einem Instrument von Voyager 1 registriert werden konnten. Aus
diesen Oszillationen schlossen die Forscher dann auf die Dichte des Plasmas - und
diese lag um einen Faktor 40 über der Dichte, die in den äußeren Grenzbereichen
der Heliosphäre gemessen worden war. Die Dichte entsprach in etwa der, die man
für den interstellaren Raum erwartet hatte.
Eine Durchsicht früherer Daten förderte ähnliche, allerdings schwächere
Schwingungen bereits im Oktober und November 2012 zutage. Eine Extrapolation der
damit ermittelten Dichtewerte deutete schließlich darauf hin, dass sich
Voyager 1 bereits seit August 2012 im interstellaren Raum befand.
"Wir sind im wahrsten Sinne des Wortes von unseren Stühlen gesprungen, als wir
diese Schwingungen in den Daten gesehen haben", erinnert sich Don Gurnett von
der University of Iowa, der zum Team des Instruments gehört, mit dem
die entscheidenden Messungen gemacht wurden."Sie zeigten uns, dass sich die
Raumsonde in einer ganz neuen Region befindet. Sie gleicht dem, was wir im
interstellaren Raum erwarten würden und unterscheidet sich deutlich von der
solaren Blase. Wir hatten ganz sicher die Heliopause durchquert, also die lange
vermutete Grenze zwischen dem Plasma von der Sonne und interstellarem Plasma."
Die neuen Plasma-Daten passen auch gut zu einer plötzlichen Änderung in der
Dichte der energiereichen Partikel, die man erstmals am 25. August 2012
registriert hatte. Das Voyager-Team glaubt daher, dass die Sonde an
diesem Tag die Heliosphäre verlassen und als erstes, von Menschen gebautes
Objekt den interstellaren Raum erreicht hat.
"Das Team hat hart gearbeitet, um eine robuste Sonde zu bauen und die begrenzten
Ressourcen von Voyager sehr vorsichtig eingesetzt. Das hat sich
ausgezahlt und zu einem weiteren historischen Meilenstein für die NASA und die
Menschheit geführt", so Suzanne Dodd, die Voyager-Projektmanagerin am
Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Wir glauben, dass die
wissenschaftlichen Instrumente an Bord von Voyager noch bis mindestens
2020 Daten liefern können. Wir sind sehr gespannt, was uns die Voyager-Instrumente als nächstes über den interstellaren Raum verraten."
Das Missionsteam in Kalifornien empfängt oder sendet noch jeden Tag Daten zu den
beiden Voyager-Sonden, die 1977 in einem Abstand von 16 Tagen gestartet
wurden. Beiden Raumsonden erkundeten Jupiter und Saturn, Voyager 2
anschließend noch Uranus und Neptun. Voyager 2 ist gegenwärtig rund 15
Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt.
Wann Voyager 1 den vollkommen ungestörten interstellaren Raum erreichen
wird, lässt sich nur schwer abschätzen. Auch wann Voyager 2 die
Heliosphäre verlässt, kann das Team nicht mit Sicherheit sagen. Die Forscher
glauben aber, dass es nicht mehr so lange dauern wird. Beiden Voyager-Sonden
haben eine goldenen Schallplatte an Bord, die Bilder und Töne von der Erde
enthält. Die Gesamtkosten für die Voyager-Mission belaufen sich bis
September auf insgesamt rund 988 Millionen US-Dollar.
Auch wenn Voyager 1 nunmehr die Heliosphäre verlassen hat und damit
einen Bereich durchfliegt, den man mit gutem Grund als interstellaren Raum
bezeichnen kann, befindet sie sich doch nach wie vor im Sonnensystem: So liegt
beispielsweise noch die Oort'sche Wolke vor ihr, ein gewaltiges Reservoir von
Kometenkernen, die in einem Abstand von bis zu über einem Lichtjahr
(entsprechend 9,5 Billionen Kilometer) die Sonne umkreisen.
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