Dies sind die Sterne, denen die Raumschiffe Pioneer und Voyager begegnen werden

Gaias Himmel in Farbe ESA/Gaia/CAPD

In den 1970er Jahren startete die NASA vier der wichtigsten jemals gebauten Raumfahrzeuge. Als Pioneer 10 seine Reise zum Jupiter antrat, wussten Astronomen nicht einmal, ob es möglich war, den Asteroidengürtel unbeschadet zu passieren. Erst nachdem es sicher aufgetaucht war, wurde Pioneer 11 auf den Weg geschickt.

Beide schickten die ersten Nahaufnahmen von Jupiter zurück, während Pioneer 11 weiter zum Saturn fuhr. Voyager 1 und 2 führten später noch detailliertere Messungen durch und dehnten die Erkundung des Sonnensystems auf Uranus und Neptun aus.

Alle vier dieser Raumschiffe verlassen jetzt das Sonnensystem und fliegen mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Kilometern pro Sekunde in den interstellaren Raum. Sie werden alle 100.000 Jahre etwa ein Parsec (3,26 Lichtjahre) zurücklegen, und das wirft eine wichtige Frage auf: Welchen Sternen werden sie als nächstes begegnen?

Das ist schwieriger zu beantworten, als es scheint. Sterne sind nicht stationär, sondern bewegen sich schnell durch den interstellaren Raum. Ohne ihre genaue Geschwindigkeit zu kennen, ist es unmöglich zu sagen, auf welche unsere interstellaren Reisenden auf Kurs sind.

Coryn Bailer-Jones vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland und Davide Farnocchia vom Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien. Diese Jungs haben diese Berechnung unter Verwendung einer neuen 3D-Karte von Sternpositionen und -geschwindigkeiten in der gesamten Milchstraße durchgeführt.

Damit konnten sie erstmals ausrechnen, mit welchen Sternen sich die Raumsonde in den kommenden Jahrtausenden treffen wird. Die engsten Begegnungen für alle Raumfahrzeuge finden bei Abständen zwischen 0,2 und 0,5 Parsec innerhalb der nächsten Million Jahre statt, sagen sie.

Ihre Ergebnisse wurden durch die Beobachtungen eines Weltraumteleskops namens Gaia ermöglicht. Seit 2014 hat Gaia etwa 1,5 Millionen von der Erde entfernt gesessen und die Position von 1 Milliarde Sternen, Planeten, Kometen, Asteroiden, Quasaren und so weiter aufgezeichnet. Gleichzeitig hat es die Geschwindigkeiten der hellsten 150 Millionen dieser Objekte gemessen.

Das Ergebnis ist eine dreidimensionale Karte der Milchstraße und der Art und Weise, wie sich astronomische Objekte darin bewegen. Es ist die neueste Inkarnation dieser Karte, Gaia Data Release 2 oder DDR2, die Bailer-Jones und Farnocchia für ihre Berechnungen verwendet haben.

Die Karte ermöglicht es, die zukünftigen Positionen von Sternen in unserer Nachbarschaft zu projizieren und sie mit den zukünftigen Positionen der Raumsonden Pioneer und Voyager zu vergleichen, die anhand ihrer letzten bekannten Positionen und Geschwindigkeiten berechnet wurden.

Diese Informationen ergeben eine Liste von Sternen, denen das Raumschiff in den kommenden Jahrtausenden begegnen wird. Bailer-Jones und Farnocchia definieren eine enge Begegnung als Fliegen innerhalb von 0,2 oder 0,3 Parsec.

Das erste Raumschiff, das einem anderen Stern begegnet, wird Pioneer 10 in 90.000 Jahren sein. Er nähert sich dem orangeroten Stern HIP 117795 im Sternbild Kassiopeia in einer Entfernung von 0,231 Parsec. Dann, in 303.000 Jahren, wird Voyager 1 einen Stern namens TYC 3135-52-1 in einer Entfernung von 0,3 Parsec passieren. Und in 900.000 Jahren wird Pioneer 11 einen Stern namens TYC 992-192-1 in einer Entfernung von 0,245 Parsec passieren.

Diese Vorbeiflüge sind alle weniger als ein Lichtjahr entfernt und können in einigen Fällen sogar die Bahnen der am weitesten entfernten Kometen der Sterne streifen.

Voyager 2 ist für eine einsamere Zukunft bestimmt. Nach den Berechnungen des Teams wird er in den nächsten 5 Millionen Jahren niemals auf 0,3 Parsec an einen anderen Stern herankommen, obwohl vorausgesagt wird, dass er in 42.000 Jahren auf 0,6 Parsec an einen Stern namens Ross 248 im Sternbild Andromeda herankommt.

Diese interstellaren Entdecker werden schließlich mit anderen Sternen kollidieren oder von ihnen eingefangen werden. Welche das sein werden, lässt sich noch nicht sagen, aber Bailer-Jones und Farnocchia haben eine ungefähre Vorstellung von der Zeit. Die Zeitskala für die Kollision eines Raumfahrzeugs mit einem Stern liegt in der Größenordnung von 10^20 Jahren, so dass das Raumfahrzeug eine lange Zukunft vor sich hat, schlussfolgern sie.

Die Raumschiffe Pioneer und Voyager werden bald von einem weiteren interstellaren Reisenden begleitet. Die Raumsonde New Horizons, die 2015 an Pluto vorbeiflog, verlässt das Sonnensystem, führt aber möglicherweise noch ein Manöver durch, bei dem sie ein Kuipergürtel-Objekt auf ihrem Weg abfängt.

Nachdem diese letzte Kurskorrektur stattgefunden hat, können Bailer-Jones und Farnocchia ihr endgültiges Ziel ausarbeiten.

Ref: arxiv.org/abs/1912.03503 : Zukünftige stellare Vorbeiflüge der Raumschiffe Voyager und Pioneer

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