2021-05-30

Raumsonde Voyager 1 empfängt ein Brummen im All (30.Mai 2021)



Die beiden „Voyager“-Sonden der US-Raumfahrtbehörde (NASA) sind die am weitesten von der Erde entfernten, menschengemachten Objekte im Weltall. „Voyager 1“ nahm nun in fast 23 Mrd. Kilometer Entfernung das konstante Brummen von interstellarem Plasma auf.

Das Signal sei sehr schwach und monoton, „denn es findet in einem engen Frequenzbereich statt“, berichtet die Astrophysikerin Stella Koch Ocker von der Cornell University. Vom Brummen des interstellaren Gases berichtet sie mit Kollegen in einer Studie, die soeben im Fachmagazin „Nature Astronomy“ erschienen ist.

Die beiden Zwillingssonden “Voyager 1“ und „Voyager 2“ sind im Sommer 1977 von der Erde gestartet und machen ihrem Namen („Reisender“) seither alle Ehre. “Voyager 1“ flog 1979 am Jupiter vorbei, ein Jahr später am Saturn und verließ im August 2012 das Sonnensystem. Seither fliegt sie im interstellaren Raum, also dem Bereich zwischen Sternen.

„Wie ein sanfter, ruhiger Regen“

Seit damals beobachtete ein Instrument der Sonde (Plasma Wave System) die dort befindliche Materie, das interstellare Medium. Es handelt sich vor allem um Wasserstoff, der zum Teil in ionisierter Form als Plasma vorliegt.

Die Messgeräte zeigten dabei immer wieder Störungen der Plasmawellen, ausgelöst durch Aktivitätsausbrüche der Sonne. Zwischen diesen Ausbrüchen aber herrscht offenbar eine gleichmäßige „Plasmaruhe“.

„Das interstellare Medium ist wie ruhiger oder sanfter Regen“, erklärt der Astronom und Studien-Hauptautor James Cordes. Wie Blitze in Gewittern auf der Erde nehme „Voyager 1“ die Folgen von Sonnenstürmen auf, danach zeigen ihre Messgeräte wieder den „sanften Regen“ der Signale.

Stella Koch Ocker glaubt, dass es im interstellaren Gas mehr dieser Ruhephasen gibt als bisher gedacht. Und das könnte es in Zukunft leichter machen, die örtliche Verteilung von Plasma zu bestimmen – und zwar unabhängig von dem, was die Sonne gerade macht.

Laut Koch-Ocker ermöglichten es diese Daten den Wissenschaftlern nun zu verstehen, wie das interstellare Plasma mit dem Sonnenwind interagiert und wie die Umgebung der Heliosphäre am Rand des Sonnensystems geformt werde. Die Heliosphäre ist der Bereich in dem die Sonnenwinde und deren Magnetfelder aktiv sind.

Unser Sonnensystem ist eingebettet in ein Gemisch aus Staub und Gas, sowie Magnetfeldern (Interstellares Medium/Plasma). Die Heliosphäre verdrängt diese Teilchen durch die Sonnenwinde jedoch und bildet so eine Schutzblase um unser Planetensystem. Der Bereich, wo das interstellare Medium und der Sonnenwind im Gleichgewicht stehen, nennt man Heliopause. Hinter dieser Heliopause beginnt der interstellare Raum. Bisher war noch nicht geklärt, wie sich die Heliosphäre formt. Aufschlüsse bringen nun die Aufzeichnungen der Voyager-1-Sonde.

Nachdem Voyager 1 in den interstellaren Raum eintrat, verzeichneten seine Messgeräte Störungen im Gas. Diese Störungen wurden von den Sonnenwinden erzeugt. Doch dazwischen war ein gleichmäßiges Summen festzustellen. Co-Autor James M. Cordes beschreibt es so: „Das interstellare Medium ist wie ein ruhiger oder sanfter Regen. Im Falle eines Sonnenausbruchs ist es so, als würde man einen Blitzschlag in einem Gewitter erkennen, bevor es wieder sanft regnet.“

Die Forscher rund um Stella Koch-Ocker stellten nun fest, dass es kein besonderes Ereignis der Sonne benötigt, um das interstellare Plasma zu messen. So erklärte Forscherin Shami Chatterjee, eine weitere Co-Autorin der Studie: „Wir hatten noch nie die Gelegenheit, die Dichte des Plasmas auszuwerten. Jetzt wissen wir, dass wir kein zufälliges Ereignis im Zusammenhang mit der Sonne benötigen, um interstellares Plasma zu messen“, sagte Chatterjee.

Unabhängig davon, was die Sonne mache, sende die Voyager Daten zurück und macht Angaben zur Umgebung durch die die Raumsonde gerade fliege.

Die Voyager 1 war am 5. September 1977 von Cape Canaveral 16 Tage nach ihrer Schwesternsonde Voyager 2 gestartet. Die ersten Ziele der Raumsonde Voyager 1 waren die beiden größten Planeten unseres Sonnensystem, Jupiter und Saturn, wo sich die Raumsonde jeweils Schwung für die weitere Reise holte. Beim Vorbeiflug wurden auch Daten über die beiden Gasriesen gesammelt.

Seit dem 25. August 2012 fliegt das Raumfahrzeug nun durch den interstellaren Raum. Etwa drei Monate nach dem Start überholte Voyager 1 aufgrund ihrer schnelleren Startgeschwindigkeit ihre Schwester-Raumsonde Voyager 2.

Mit an Bord beider Raumsonden sind goldene Schallplatten mit Informationen über die Menschheit. Eigentlich handelt es sich dabei um eine Kupferplatte, die aber mit Gold überzogen wurde, um sie vor Korrosion zu schützen.

Sie beinhaltet Bilder- und Audioaufnahmen, sowie eine Beschreibung unseres Aufenthaltsortes in der Galaxie.

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