Raumfahrt: Wie Voyager 2 das Ende des Sonnensystems fand

Eine weitere Raumsonde hat das Sonnensystem verlassen. Die Messdaten von Voyager 2 sind eindeutig. Dabei ist es gar nicht so leicht zu sagen, wo das Sonnensystem eigentlich zu Ende ist.

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Beide Voyager Sonden fliegen nun im Interstellaren Raum.
Beide Voyager Sonden fliegen nun im Interstellaren Raum. (Bild: Nasa)

Nachdem Voyager 1 schon 2013 das Sonnensystem verlassen hat, gab die Nasa gestern bekannt, dass nun auch Voyager 2 in den interstellaren Raum vorgedrungen ist. Die 1977 gestartete Sonde ist derzeit etwa 119 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt, also die 119-fache Distanz von der Erde zur Sonne. Aber eine Entfernungsmessung hätte nicht ausgereicht, um das Ende des Sonnensystems zu bestimmen.

Inhalt:
  1. Raumfahrt: Wie Voyager 2 das Ende des Sonnensystems fand
  2. Das Ende ist, wo Sonnenwind auf kosmische Strahlung trifft

Schon 1989 passierte Voyager 2 den äußersten Planeten Neptun. Damit war sie auch weiter von der Sonne entfernt als Pluto, der damals noch als Planet galt. Pluto hatte nur vier Wochen zuvor den sonnennächsten Punkt auf seiner 248 Jahre dauernden Umlaufbahn erreicht. Die Nasa macht den Rand des Sonnensystems von der Sonne abhängig und nicht von den Planeten, schon weil sich Hinweise auf einen weiteren Planeten verdichten.

Wo ist das Sonnensystem zu Ende?

Eine Möglichkeit, das Ende des Sonnensystems zu definieren, wäre die Gravitation der Sonne. Schon 1964 berechneten Astronomen in der Sowjetunion, dass die Sonne bis in eine Entfernung von rund 230.000 Astronomischen Einheiten eine stärkere Gravitationskraft besitzt als das Zentrum unserer Milchstraße. Der Einflussbereich eines Planeten im Sonnensystem, dessen sogenannte Hill-Sphäre, wird ganz ähnlich definiert.

Aber 230.000 Astronomische Einheiten entsprechen rund 3,6 Lichtjahren. Mit einer Geschwindigkeit von 3,3 Astronomischen Einheiten pro Jahr sind diese Entfernungen für Voyager 2 auf lange Zeit unerreichbar. Außerdem dringen immer wieder andere Sterne in diesen Bereich um die Sonne ein. 2013 fand Ralf-Dieter Scholz in Potsdam etwa einen Doppelstern, der sich bis auf 52.000 Astronomische Einheiten annäherte.

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Statt der Gravitation nutzt die Nasa den Sonnenwind und die kosmische Teilchenstrahlung zur Definition der Grenze zwischen Sonnensystem und dem interstellaren Raum. Diese kosmische Strahlung besteht aus Protonen und Atomkernen, von denen einige mehr als die millionenfache Energie der Protonen im Large Hadron Collider erreichen. Auch der Sonnenwind besteht aus solchen Teilchen, die aber wesentlich weniger Energie haben.

Der Raum im Inneren des Sonnensystems ist nach irdischen Maßstäben ein sehr gutes Vakuum. Aber der Sonnenwind sorgt dafür, dass diese Vakuum dennoch mit einem sehr dünnen und extrem heißen Plasma gefüllt ist, also einem Gas aus geladenen Teilchen. Die Teilchen besitzen eine Energie von 0,5 Megaelektronenvolt (MeV) bis höchstens 300 MeV. Das heiße Plasma in einem Fusionsreaktor bringt es dagegen auf nur 0,01 MeV pro Teilchen.

Die kosmische Strahlung ist selbst ein ganz ähnliches Gas, nur dass die Energie von deren Teilchen weit über den Bereich von einigen hundert MeV hinausgehen kann. Den Rekord hält das 1991 gemessene sogenannte Oh-my-God-Teilchen, es war wohl ein einzelnes Proton, aber mit einem Zehntel der Energie einer 9-mm-Pistolenkugel. Es besaß damit in etwa die 42-millionenfache Energie der Teilchen im Large Hadron Collider.

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Das Ende ist, wo Sonnenwind auf kosmische Strahlung trifft 
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