Fast genau ein Jahr ist es her, da hat die Raumsonde Voyager 2 den Innenraum unseres Sonnensystems verlassen. 41 Jahre nach ihrem Start und einem beispiellosen Flug durchs All, der so weit führte wie nur die Reise ihrer Schwester Voyager 1 zuvor. Keine von Menschen gebauten Geräte waren uns je ferner und funkten Daten zurück. Nun also bewegt sich auch Voyager 2 im Grenzbereich unseres Sonnensystems, dort im interstellaren Raum, einem sternfernen Gebiet.

Die Auswertung der Messdaten der Sonde zeigen dabei eine erstaunlich scharfe Grenze des Innenraums unseres Sonnensystems. Dies zeigen die Analysen, die fünf Forscherteams im Magazin Nature Astronomy veröffentlichen (Stone et al.; Richardson et al.; Gurnett et al.; Burlaga et al.; Krimigis et al., 2019). Die Grenzregion in unserem Sonnensystem wird als Heliopause bezeichnet. Sie trennt die Ausläufer des Sonnenwinds vom interstellaren Raum. Laut des Voyager-Chefwissenschaftlers Edward Stone vom California Institute of Technology habe man nun eine Vorstellung davon, "wie groß die Blase ist, die die Sonne in das interstellare Medium eingeschnitten hat".

Was er damit meint? Die Sonne spuckt nicht nur stetig elektromagnetische Strahlung aus, sondern auch einen Strom elektrisch geladener Teilchen. Die Partikel dieses Plasmas schießen in Überschallgeschwindigkeit durchs Sonnensystem. Sie sind der Sonnenwind, der sich senkrecht von der Sonne radial im Raum ausbreitet. So entsteht eine gigantische Blase, die Heliosphäre. Erst eine Druckwelle weit ab der Sonne im interstellaren Raum bremst den Plasmastrom ab. Dazwischen liegt als Übergangsregion die Heliopause.

Die Daten, die die Wissenschaftler auswerteten, stammen von der Passage von Voyager 2 in den interstellaren Raum vom 5. November 2018 – und zeigen deutliche Unterschiede zu der der Schwestersonde Voyager 1, die diese Grenze bereits am 25. August 2012 überquert hatte.

"Es gibt dort draußen eine ausgeprägte Grenze"

Voyager 2 hat diese Grenze 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 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 mit 30.000 bis 50.000 Grad merklich höher liegt als die erwarteten 15.000 bis 30.000 Grad. Die Forscher spekulieren, dass die Heliosphäre eine Art Bugwelle durch das interstellare Medium vor sich herschieben könnte.

Seit 1977 – und noch weitere fünf Milliarden Jahre

Eine solche Bugwelle werden die Voyager-Sonden jedoch wohl nie erreichen und vermessen können. Dafür reicht ihre Energie nicht. 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 im September 1977 im Abstand weniger Tage ihre 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.

Die beiden Sonden werden nun voraussichtlich Milliarden Jahre lang durchs All driften. "Sie werden die Erde überdauern", sagte William Kurth von der Universität von Iowa, Co-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."