Voyager 2 misst asymmetrische Heliosphäre

Laut den Daten der beiden mittlerweile 28 Jahre alten Voyager-Raumsonden hat die äußerste Grenze des Sonnensystems eine Art „Beule“ in ihrer nördlichen Hälfte.

Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: NASA/Space.com.

Definiert wird die Grenze des Sonnensystems durch den Sonnenwind: Von der Sonne ausgehend, breitet er sich zunächst mit sehr hoher Geschwindigkeit ungehindert im Sonnensystem aus, verliert dabei nur allmählich an Geschwindigkeit. Dann, schon jenseits der Bahn des Pluto, sinkt an der so genannten „Termination shock“-Grenze seine Geschwindigkeit rapide, denn dort beginnen die Sonnenwindteilchen auf andere geladene Partikel aus dem interstellaren Raum zu treffen und sich mit ihnen zu vermischen. Jenseits der Vermischungszone („Heliosheath“) gewinnt dann das interstellare Gas die Oberhand über den Sonnenwind und beendet damit die Heliosphäre.

Insgesamt kann man sich das Sonnensystem wie einen Kometen vorstellen, der sich durch einen „Sternenwind“ aus geladenen Partikeln bewegt und dabei einen Schweif hinter sich her zieht.

Voyager 1, die 34 Grad nördlich fliegt, bemerkte vor knapp drei Jahren das allmähliche Nahen der „Termination shock“-Grenze daran, dass ihr Partikeldetektor mehr und mehr Teilchen wahrnahm, die sich nicht vom Sonnensystem weg, sondern zu ihm hin bewegten. Dies geschah, als die Sonde sich in einer Entfernung von 85 AE von der Sonne befand (1 Astronomische Einheit = 150 Mio. Kilometer, die Entfernung Sonne-Erde), also etwa 12,8 Mrd. Kilometer.

Voyager 2 hingegen, die 26 Grad südlich fliegt und etwas langsamer als Voyager 1 ist, meldet dieses Phänomen bereits jetzt, in einer Entferung von nur 76 AE = 11,4 Mrd. Kilometern von der Sonne, und damit eigentlich zu früh.

„Wir schließen daraus, dass die Termination-shock-Grenze an der Stelle, wo Voyager 2 ist, um einiges näher an der Sonne sein muss als dort, wo Voyager 1 ist“, sagte Edward Stone vom JPL der NASA, der an dem Projekt seit seinen Anfängen mitgearbeitet hat und heute leitender Projektwissenschaftler des allerdings nur noch recht kleinen Teams ist.

Wissenschaftler glauben, dass die beobachteten Diskrepanzen durch ein bisher unbekanntes interstellares Magnetfeld verursacht werden könnten, das die südliche Hälfte der Heliosphäre nach innen drückt und die nördliche Hälfte nach außen wölbt. Voyager 2 wird die exakte südliche Position der „Termination shock“-Grenze herausfinden, wenn sie sie irgendwann vor Ende nächsten Jahres kreuzt. Dann werden die Wissenschaftler auch eine bessere Vorstellung davon gewinnen, wie stark das magnetische Feld außerhalb der Heliosphäre ist.

Außerdem meldete Voyager 2, dass die „Termination shock“-Grenze im Süden eine Quelle von Ionen niedriger Energie ist, ebenso wie es ihre Schwestersonde aus dem Norden meldete. Entgegen früheren Vorhersagen fand allerdings keine der beiden Voyagersonden eine Quelle von anomaler kosmischer Strahlung höherer Energie.

Beide Voyagers wurden bereits 1977 gestartet, besuchten im Laufe der 1980er und 1990er Jahre alle äußeren Riesenplaneten und bereiteten den Weg für Missionen wie Galileo sowie Cassini und New Horizons, die heutzutage für Furore sorgen. Beide Sonden funken noch immer täglich die Messwerte ihrer Instrumente zur Erde und dürften dank plutoniumgestützter Energieversorgung noch bis 2020 funktionsfähig bleiben.