Voyager 1 ist das einzige künstliche Objekt, das dafür bekannt ist, aus dem "kosmischen Zuhause" seiner Schöpfer auszubrechen - dem Sonnensystem. Und mindestens zweimal. Wo ist er jetzt? Technisch noch drin.
Die ersten sensationellen Berichte, dass die Robotersonde Voyager 1, die 1977 von der NASA zur Erforschung von Jupiter und Saturn gestartet wurde, das Sonnensystem verlassen hatte, erschien im März 2013.
Die American Geophysical Union (AGU), eine gemeinnützige Gesellschaft, die sich der Erforschung der Erde und des Weltraums widmet, gab eine Pressemitteilung heraus, in der plötzliche Veränderungen der kosmischen Strahlung angeführt werden.
Nur wenige Stunden später, nach einem Kommentar von NASA-Wissenschaftlern, die direkt an dem Projekt arbeiteten, dass sie so etwas nicht behaupten könnten, traten die AGU-Experten zurück. Sie überarbeiteten die Pressemitteilung, um anzuzeigen, dass das Raumschiff "in eine neue Weltraumregion eingedrungen" war, und gaben zu, versucht zu haben, die Schlussfolgerungen ihrer Beobachtungen für die breite Öffentlichkeit verständlich zu machen.
Ähnliche Nachrichten tauchten alle paar Monate mehrmals auf, bis die NASA-Spezialisten sechs Monate später tatsächlich alle vorherigen Aussagen bestätigten. Schließlich wurde offiziell bekannt gegeben, dass die Sonde ein Jahr zuvor - am 25. August 2012 - in den interstellaren Raum eingedrungen ist.
Die Medien konnten sich erneut nicht die hochkarätigen Schlagzeilen verweigern, dass die Voyager das Sonnensystem verlassen hatte - und sie lagen nicht ganz falsch. Es gibt jedoch immer noch keine derart kühnen Aussagen in den Materialien der NASA - darüber hinaus wird keiner von uns den Moment erleben, in dem dies zweifellos Realität werden wird.
Wo endet das Sonnensystem?
Werbevideo:
Wie immer ist dies eine Frage der Terminologie - alles hängt davon ab, was genau als Sonnensystem betrachtet wird.
Im üblichen Sinne besteht es aus acht Planeten, die sich um unseren Stern drehen (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun), ihren Satelliten, dem Asteroidengürtel (zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter), vielen Kometen sowie dem Kuipergürtel …
Es enthält hauptsächlich kleine Körper, die von der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben sind, und mehrere Zwergplaneten (einschließlich Pluto, der vor etwas mehr als einem Jahrzehnt von gewöhnlichen Planeten in diese Kategorie herabgestuft wurde). Der Kuipergürtel ähnelt im Wesentlichen dem Asteroidengürtel, ist jedoch in Größe und Masse viel größer als dieser.
Um sich die Größe dieses Teils des Sonnenimperiums vorzustellen, ist es üblich, astronomische Einheiten (au) zu verwenden - eine Einheit entspricht der ungefähren Entfernung von der Erde zur Sonne (etwa 150 Millionen km oder 93 Millionen Meilen).
Der letzte Planet, Neptun, befindet sich in einer Entfernung von etwa 30 AE vom Stern. Bis zum Kuipergürtel - 50 AU.
Fügen Sie dazu etwas mehr als 70 astronomische Einheiten hinzu - und wir kommen zur ersten bedingten Grenze des Sonnensystems, die die Voyager überschritten hat - der äußeren Grenze der Heliosphäre.
Alle oben genannten Faktoren - die Planeten, der Kuipergürtel und der Raum dahinter - werden vom Sonnenwind beeinflusst - einem kontinuierlichen Strom geladener Teilchen (Plasma), der von der Sonnenkorona ausgeht.
Dieser konstante Wind bildet eine Art längliche Blase um unser System, die das interstellare Medium "verdrängt" und als Heliosphäre bezeichnet wird.
Wenn sie sich von der Sonne entfernen, nimmt die Geschwindigkeit geladener Teilchen ab, wenn sie auf immer mehr Widerstand stoßen - der Ansturm des interstellaren Mediums, das hauptsächlich aus Wasserstoff- und Heliumwolken sowie schwereren Elementen wie Kohlenstoff und Staub besteht (nur etwa 1%).
Wenn der Sonnenwind stark langsamer wird und seine Geschwindigkeit unter der Schallgeschwindigkeit liegt, kommt die erste Grenze der Heliosphäre, die als Grenze der Stoßwelle bezeichnet wird (auf Englisch - Abschlussschock). Voyager 1 überquerte es bereits 2004 (sein Zwillingsbruder Voyager 2 - 2007) und betrat damit ein Gebiet namens Heliosheath - eine Art "Vestibül" des Sonnensystems. Im Raum des Helioshields beginnt der Sonnenwind mit dem interstellaren Medium zu interagieren, und ihr Druck aufeinander ist ausgeglichen.
Wenn wir uns jedoch weiter bewegen, schwächt sich die Stärke des Sonnenwinds noch mehr ab und gibt letztendlich vollständig an die äußere Umgebung ab - diese bedingte äußere Grenze wird als Heliopause bezeichnet. Nachdem Voyager 1 es im August 2012 überwunden hatte, betrat er den interstellaren Raum und verließ - wenn wir die Grenzen des spürbarsten Einflusses des Sonnenwinds als Grenzen nehmen - das Sonnensystem.
Tatsächlich ist die Sonde nach der allgemein anerkannten Interpretation in der wissenschaftlichen Gemeinschaft noch nicht zur Hälfte fertig.
Woher wussten Wissenschaftler, dass Voyager 1 die Heliopause überquerte?
Da die Voyager bisher unerforschte Räume erkundet, ist es eine entmutigende Aufgabe, genau herauszufinden, wo sie sich befindet.
Wissenschaftler müssen sich auf die Daten verlassen, die die Sonde mithilfe von Signalen zur Erde überträgt.
„Noch nie war jemand im interstellaren Raum. Es ist also so, als würde man mit unvollständigen Reiseführern reisen“, erklärte Ed Stone, Projektforscher bei Voyager 1.
Als die vom Gerät empfangenen Informationen auf eine veränderte Umgebung hinwiesen, sprachen die Wissenschaftler zunächst darüber, dass die Voyager kurz vor dem Eintritt in den interstellaren Raum stand.
Der einfachste Weg, um festzustellen, ob das Gerät die geschätzte Grenze überschritten hat, besteht darin, die Temperatur, den Druck und die Dichte des die Sonde umgebenden Plasmas zu messen. Ein Gerät, das solche Messungen durchführen kann, funktioniert jedoch bereits 1980 nicht mehr auf der Voyager.
Die Spezialisten mussten sich auf zwei weitere Instrumente konzentrieren: einen Detektor für kosmische Strahlung und ein Plasmawellengerät.
Während die erste periodisch einen Anstieg des Niveaus kosmischer Strahlen galaktischen Ursprungs (und einen Abfall des Niveaus der Sonnenpartikel) verzeichnete, gelang es dem Plasmawellengerät, Wissenschaftler von der Position des Apparats zu überzeugen - dank der sogenannten koronalen Massenauswürfe, die auf unserem Stern auftreten.
Während der Stoßwelle nach dem Sonnenausstoß zeichnete das Gerät die Schwingungen der Plasmaelektronen auf, mit deren Hilfe die Dichte bestimmt werden konnte.
"Diese Welle lässt das Plasma zu klingeln scheinen", erklärte Stone. "Während das Plasmawellenlängeninstrument es uns ermöglichte, die Frequenz dieses Klingelns zu messen, zeigte der Detektor für kosmische Strahlung, woher das Klingeln kam - von Emissionen auf die Sonne."
Je höher die Plasmadichte ist, desto höher ist die Schwingungsfrequenz. Dank der zweiten Welle auf Voyagers Konto konnten Wissenschaftler 2013 feststellen, dass die Sonde seit mehr als einem Jahr durch Plasma flog, dessen Dichte 40-mal höher war als bei früheren Messungen. Die von Voyager aufgenommenen Geräusche - die Geräusche der interplanetaren Umgebung - sind im folgenden Video zu hören.
"Je weiter sich die Voyager bewegt, desto höher wird die Plasmadichte", sagte Ed Stone. „Liegt es daran, dass das interstellare Medium dichter wird, wenn Sie sich von der Heliosphäre entfernen, oder ist es das Ergebnis der Stoßwelle selbst [von der Sonneneruption - BBC]? Wir wissen es noch nicht."
Die dritte Welle, die im März 2014 aufgezeichnet wurde, zeigte unbedeutende Änderungen der Plasmadichte im Vergleich zu früheren Wellen, was das Vorhandensein der Sonde im interstellaren Raum bestätigt.
Die Voyager 1 hat den "am dichtesten besiedelten" Teil des Sonnensystems verlassen und ist jetzt 137 astronomische Einheiten oder 20,6 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Du kannst ihm hier folgen.
Wann wird er das System endgültig verlassen? Nach NASA-Berechnungen in etwa 30.000 Jahren.
Tatsache ist, dass die Sonne, die an sich den überwiegenden Teil der Masse des gesamten Systems ansammelt - 99% - ihren Gravitationseinfluss weit über den Kuipergürtel und sogar die Heliosphäre hinaus verbreitet.
In etwa 300 Jahren sollte die Voyager auf die Oort-Wolke treffen - eine hypothetische (weil niemand sie jemals gesehen hat und Wissenschaftler nur eine theoretische Vorstellung davon haben) Kugelregion, die das Sonnensystem umgibt.
Darin "leben", angezogen von unserem Stern, hauptsächlich Eisobjekten, die aus Wasser, Ammoniak und Methan bestehen - sie bildeten sich laut Wissenschaftlern zunächst viel näher an der Sonne, wurden dann aber durch die Schwerkraft der Riesenplaneten an den Rand des Systems geworfen. Es dauert Tausende von Jahren, bis sie sich um uns drehen. Es wird angenommen, dass einige dieser Objekte zurückkommen - und dann bemerken wir sie in Form von Kometen.
Aktuelle Beispiele sind die Kometen C / 2012 S1 (ISON) und C / 2013 A1 (McNaught). Der erste löste sich nach dem Passieren der Sonne auf, der zweite passierte in der Nähe des Mars und verließ die innere Region des Systems.
Die hypothetische Grenze der Oort-Wolke ist die letzte Grenze des Sonnensystems - die Grenze der Gravitationskraft unseres Sterns oder der Hill-Kugel.
Außerhalb der Oort Cloud gibt es nichts - nur Licht, das von der Sonne und ähnlichen Sternen ausgeht.
In einigen Jahren werden Wissenschaftler beginnen, die Instrumente von Voyager 1 schrittweise auszuschalten. Letzteres wird voraussichtlich um 2025 abgeschaltet. Danach wird die Sonde noch einige Jahre lang Daten zur Erde senden, bevor sie ihre Reise in Stille fortsetzt.
Es dauert ungefähr zwei Jahre, bis das Sonnenlicht mit der schnellsten Geschwindigkeit, die wir kennen, die Grenzen der Hügelkugel erreicht. Es dauert ungefähr vier Jahre, bis wir den nächstgelegenen Stern erreichen - Proxima Centauri. Die Voyager hätte mehr als 73.000 Jahre gebraucht, wenn sein Weg zu ihr geführt hätte.
Voyager Mission
- Trotz des Namens wurde Voyager 2 erstmals am 20. August 1977 gestartet. Voyager 1 wurde am 5. September desselben Jahres gestartet
- Die offizielle Mission der Sonden war es, Jupiter und Saturn zu untersuchen
- Die Geräte konnten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun und ihre Satelliten untersuchen und fotografieren sowie einzigartige Studien des Systems der Saturnringe und der Magnetfelder von Riesenplaneten durchführen
- Voyager 1 begann dann seine "interstellare Mission" und wurde das am weitesten von der Erde entfernte Objekt, das eine Person berührte. Jetzt ist es seine Aufgabe, die Heliopause und die Umwelt jenseits des Einflusses des Sonnenwinds zu untersuchen. Voyager 2 sollte in den kommenden Jahren auch die Heliopause überqueren
„Beide Voyager haben sogenannte Golden Records mit Audio- und Videoaufnahmen an Bord. Sie reproduzierten eine Karte von Pulsaren mit einer Markierung des Sonnenstandes in der Galaxie - für den Fall, dass derjenige, der sie entdeckt hat, uns finden will. Darüber hinaus haben Experten in die Aufzeichnungen alles aufgenommen, was die Vertreter des außerirdischen Lebens ihrer Meinung nach über die Menschheit wissen müssen: Fotografien, Grüße in 55 Sprachen, darunter Altgriechisch, Telugu und Kantonesisch, Geräusche terrestrischer Natur (Vulkane und Erdbeben, Wind usw.). Regen, Vögel und Schimpansen, menschliche Schritte, Herzschlag und Lachen) sowie musikalische Werke - von Bach und Strawinsky über Chuck Berry und Blind Willie Johnson bis hin zu traditionellen Gesängen.
Polina Romanova
