Weltraum-Oldtimer Voyager 1 entdeckt Plasmaschwingungen im interstellaren Gas

Das Gas zwischen den Sternen ist in permanenter Bewegung: Messungen der Raumsonde Voyager 1 zeigen unerwartete Plasmaschwingungen mit einer Frequenz von 40 Hertz, wie jetzt ein US-amerikanisches Forscherteam berichtet. Übertragen auf Schall entspricht dies einem sehr tiefen Brummton. Es ist das erste Mal, dass Astrophysikern in situ ein Einblick in den ungestörten Zustand des interstellaren Gases gelungen ist. Die Ursache der Schwingungen sei allerdings noch unklar, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Wir haben ein ständiges, sehr schwaches Brummen im interstellaren Gas nachgewiesen“, erklärt Stella Koch Ocker von der Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York. „Es ist monoton und umfasst nur einen sehr schmalen Frequenzbereich.“ Frühere Messungen von Voyager 1 hatten bereits Plasmawellen im interstellaren Medium aufgespürt, die ihre Ursache allerdings in der Aktivität unserer Sonne hatten: Wenn von der Sonne bei heftigen Eruptionen ausgestoßenes Gas in das interstellare Medium vordringt, löst es dort Stoßwellen aus, die das Plasma in Bewegung versetzen.

Die von Ocker und ihren Kollegen ausgewerteten Messungen des Plasmawellen-Detektors an Bord von Voyager 1 zeigen jetzt, dass das interstellare Gas auch ohne diese Anregung durch unsere Sonne permanent in schwacher Bewegung ist. Die Wissenschaftler konnten die Schwingungen ununterbrochen über einen Zeitraum von drei Jahren nachweisen. In dieser Zeit hat die Raumsonde eine Strecke von etwa 1,5 Milliarden Kilometern zurückgelegt – etwa das Zehnfache der Entfernung der Erde von der Sonne.

Voyager 1 ist ein Raumfahrt-Oldtimer: Die Sonde startete am 5. September 1977 – 16 Tage nach ihrer Zwillingssonde Voyager 2 – mit dem Ziel, erstmalig den Planeten Jupiter und Saturn einen Besuch abzustatten. Nach den erfolgreichen Vorbeiflügen an Jupiter im März 1979 und an Saturn im November 1980 übertraf die Sonde alle Erwartungen der Nasa: Am 25. August 2012 war Voyager 1 das erste von Menschenhand geschaffene Objekt, das unser Sonnensystem verließ und in den interstellaren Raum vordrang.

Heute rast Voyager 1 mit einer Geschwindigkeit von 61.000 Kilometern pro Stunde in einer Entfernung von fast 23 Milliarden Kilometern durch das Gas zwischen den Sternen – und kommuniziert immer noch über das Deep Space Network der Nasa mit den Forschern auf der Erde. Über 21 Stunden benötigen die Funksignale der Sonde inzwischen zu ihrem Heimatplaneten. Und nicht zu vergessen: Die Computer an Bord von Voyager 1 stammen aus den 1970er Jahren. Sie besitzen eine Speicherkapazität von gerade einmal 70 Kilobyte. Als das Raumfahrzeug Jupiter und Saturn passierte, konnte es seine Daten mit einer Rate von 21 Kilobit pro Sekunde übertragen. Aufgrund der gewaltigen Entfernung treffen die wertvollen Messergebnisse heute aber nur noch mit 160 Bit pro Sekunde auf der Erde ein.

Gleichwohl hoffen Ocker und ihre Kollegen, noch für einige Jahre Informationen über das interstellare Gas zu erhalten. „Die Gleichmäßigkeit der Schwingungen in den aktuellen Daten deuten darauf hin, dass sie auch weiterhin nachweisbar sein werden“, so die Forscher. „Eine kontinuierliche Überwachung der Frequenz, der Bandbreite und der Stärke dieser Emission kann uns wichtige Informationen über ihren Ursprung liefern.“ Etwa bis in das Jahr 2025 dürften die Batterien von Voyager 1 noch ausreichend Strom für die Messgeräte und den Sender liefern. Und die Nasa plant bereits eine neue Mission mit moderner Ausstattung in den interstellaren Raum: Bis Ende dieses Jahres soll das Konzept für eine Sonde stehen, die sich noch zehn Mal weiter von der Sonne entfernt als Voyager 1.

Bildquelle: Nasa