Sonnenklänge optimieren Vorhersage von Sonnenflecken und Sonnenstürmen

Archiv: Sonnenflecken | Copyright: NASA

Stanford/ USA - US-Forscher haben eine neue Methode entdeckt, mit der sie das Auftreten von Sonnenflecken bis zu zwei Tage im Voraus berechnen können. Von den Sonnenflecken selbst geht die Gefahr von Eruptionen aus wie sie gewaltige Mengen an hochenergetischen Teilchen ins All schleudern können. Trifft eine solche Partikelfackel die Erde, können hier neben Astronauten und Satelliten im All auch elektronische und Kommunikations- und Energienetzwerke auf der Erde geschädigt werden. Eine genauere Vorhersage der Sonnenstürme könnte es also erlauben, Vorsichtsmaßnahmen einzuleiten, noch bevor diese die Erde erreichen.

Mit der neuen Methode ist es dem Team um Stathis Ilonidis von der "Stanford University" nun gelungen, mit Hilfe von Schallwellen im Innern der Sonne die hier entstehenden Sonnenflecken erstmals schon in einem frühen Stadium zu entdecken, noch bevor sie ein bis zwei Tage später an der Sonnenoberfläche als dunkle Flecken zu sehen sind.

Die Schallwellen selbst entstehen im Innern der Sonne durch die turbulente Bewegung von Plasma du Gasen unterhalb der Sonnenoberfläche, wandern zunächst in Sonneninnere und werden hier erneut an die Oberfläche zurückgeworfen. Dieser Vorgang kann - ähnlich wie seismische Wellen auf der Erde - geortet verfolgt und vorhergesagt werden.

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Mit dem "Michelson Doppler Imager" des Sonnenobservatoriums der NASA "Solar and Heliospheric Observatory" (SOHO) und dem "Helioseismic and Magnetic Imager" an Bord des " Solar Dynamics Observatory" (SDO) gelang es den Forschern, elektronische Störgeräusche aus den Daten herauszufiltern und so die eigentlichen Sonnenklänge zu isolieren.

65.000 Kilometer unterhalb der Sonnenoberfläche können dadurch hier entstehende Sonnenflecken ausgemacht werden. Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler aktuell im Fachmagazin "Science" veröffentlicht.

"Wir haben genügend Informationen über die Zusammensetzung und Struktur der Sonne, um den Weg der akustischen Wellen und deren Verlauf durch das Sonneninnere vorhersagen zu können", erläutert Junwei Zaho, ein weitere Autor der Studie vom " Stanford's Hansen Experimental Physics Laboratory". "Diese Wellen werden von magnetischen Feldern abgebremst und an genau diesen Stellen entstehen Sonnenflecken."

Selbst die spätere Größe der entstehenden Sonnenflecken, von der auch deren Potential abhängt, starke oder schwächere Sonnenstürme zu entfachen, kann mit der neuen Methode vorhergesagt werden.

Dass diese Methode tatsächlich funktioniert, haben die Sonnenforscher schon anhand von vier Sonnenflecken erfolgreich demonstriert. Ziel der Wissenschaftler ist es nun, die Methode derart zu verbessern, dass sogar eine dreitägige Vorhersage möglich sein wird, wodurch den entsprechend potentiell betroffenen Regionen auf der Erde mindesten ein Tag Zeit zur Verfügung stehen würde, um Vorsichtsmaßnahmen, wie etwa das kurzfristige Abschalten von Strom- und Computernetzwerken oder der Positionsveränderungen von Satelliten und Raumstationen, einzuleiten.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / stanford.edu

Tödliches Heilmittel? - Forscher lüften Geheimnis um den Flakon der Hatschepsut

Der Flakon der Pharaonin Hatschepsut. | Copyright: Ägyptisches Museum / Universität Bonn, uni-bonn.de

Bonn/ Deutschland - Forscher des "Ägyptischen Museums der Universität Bonn" haben den Inhalt eines Flakons analysiert, der - so besagt es die Inschrift - einst der berühmten und ebenso mysteriösen Pharaonin Hatschepsut gehörte, die um 1450 vor Christus lebte. Dreieinhalb Jahrtausende hütete das Gefäß ein möglicherweise tödliches Geheimnis.

Wie die Forscher um den Sammlungsleiter Michael Höveler-Müller und Dr. Helmut Wiedenfeld vom "Pharmazeutischen Institut" an der Universität Bonn berichten, steht nach zwei Jahren Forschung nun fest: "In dem Fläschchen war kein Parfüm, sondern eine Art Hautpflegelotion oder gar ein Medikament für eine von Ekzemen geplagte Monarchin." Darüber hinaus fanden die Pharmazeuten eine stark krebserregende Substanz. Brachte das erhoffte Heilmittel Hatschepsut also den Tod?

Eine bis zu den Untersuchungen als "Verschmutzung" angesehene Verstopfung im Gefäßhals könne ja auch der originale Lehmverschluss sein, mutmaßte Höveler-Müller damals. In einem solchen Fall, so hoffte der Wissenschaftler zudem, könnte darin vielleicht sogar noch etwas vom ursprünglichen Inhalt zu finden sein.

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Die hoffnungsvolle Vermutung des Ägyptologen bestätigte sich dann bei einer Untersuchung de Gefäßes im Computertomographen (CT). "Nicht nur war der Verschluss intakt, im Innern befanden sich auch noch Reste einer eingetrockneten Flüssigkeit", berichtete die Pressemitteilung der Universität. "Proben entnahm Professor Dr. Friedrich Bootz von der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde der Universität Bonn mit einem endoskopischen „Eingriff“ im Sommer 2009."

Eine Untersuchung der Substanzen durch das Team um Dr. Wiedenfeld macht schnell deutlich, dass die Forscher kein eingetrocknetes Parfüm gefunden hatten. In dem Gemisch waren große Mengen Palmöl und Muskatnussöl enthalten. "Ich habe gleich gedacht, dass sich keiner soviel Fett ins Gesicht schmiert", sagt Dr. Wiedenfeld. "Dann sieht man doch aus wie eine Speckschwarte." Zwei weitere Komponenten brachten den Pharmaforscher dann auf die eigentliche Bestimmung des Gemischs: "Wir fanden viele ungesättigte Fettsäuren, die bei Hautkrankheiten Linderung verschaffen." Hier konnte der Ägyptologe einen wichtigen Puzzlestein ergänzen: "Tatsächlich ist bekannt, dass es in der Familie von Hatschepsut Fälle von Hauterkrankungen gab." Entzündliche Hautkrankheiten wie Schuppenflechte/Psoriasis sind zu einem erheblichen Teil erblich.

Archiv: Hatschepsut-Büste | Copyright: Keith Schengili-Roberts, cc-by-sa 3.0

Auch die dritte Komponentengruppe spricht dafür, dass es bei dem Mittel nicht um Wohlgeruch ging, sondern um die Milderung von Juckreiz: "Die Pharmazeuten fanden reichlich Kohlenwasserstoffe, die aus Teer und Bitumen stammten. Bis heute werden teerhaltige Cremes zur Behandlung chronischer Hautkrankheiten eingesetzt. Wegen der potentiell krebserregenden Wirkung einiger Inhaltsstoffe wurde Teer inzwischen ganz aus Kosmetik verbannt, teerhaltige Medikamente gibt es nur noch auf ärztliche Anordnung."

Vor allem das gefährliche Benzo(a)pyren, ein aus mehreren Kohlenstoffringen bestehender aromatischer Kohlenwasserstoff, fanden die Pharmazeuten in Hatschepsuts Fläschchen. "Benzo(a)pyren ist eine der gefährlichsten krebserregenden Substanzen überhaupt", erläutert Wiedenfeld. So werde das Risiko, vom Zigarettenrauch Lungenkrebs zu bekommen, ganz wesentlich auf diesen Stoff zurückgeführt.

Hat sich Hatschepsut möglicherweise also unwissentlich vergiftet? "Vieles spricht dafür“, sagt Dr. Wiedenfeld. "Wenn man sich vorstellt, dass die Pharaonin chronisch hautkrank war und ihr die Salbe kurzfristig Linderung verschaffte, dann mag sie sich im Laufe einiger Jahre einem großen Risiko ausgesetzt haben." Auch der Ägyptologe hält das für wahrscheinlich: "Wir wissen schon lange, dass Hatschepsut Krebs hatte und vielleicht sogar daran gestorben ist", sagt Michael Höveler-Müller. "Jetzt kennen wir möglicherweise auch die eigentliche Ursache."

Wie Hatschepsut überhaupt an ihre Lotion kam, darüber können die Bonner Forscher derzeit nur spekulieren. "Die Ägypter waren praktische Ärzte und gute Chirurgen, aber lausige Internisten", sagt Dr. Wiedenfeld. "Gut möglich, dass sie das Wissen um bestimmte Medikamente ihren Kontakten nach Persien und Indien verdanken, deren Heilkunst schon in der Antike weit fortgeschritten war."

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Quellen: uni-bonn.de / grenzwissenschaft-aktuell.de

Zusammensetzung der Grundlagen des Lebens war kein Zufall

Archiv: In der fernen Galaxie "Arp 220" haben Astronomen Kohlenstoffverbindungen entdeckt, die in Kombination die Aminosäure Glycin ergeben. | Copyright: NASA/ESA

Honolulu/ USA - Alles Leben auf der Erde gründet auf der Kombination von 20 Aminosäuren als Grundbausteine der Proteine und somit der DNA. Astrobiologen der "University of Hawaii" haben nun Theorien überprüft, wonach das Leben auch auf Grundlage einer gänzlich anderen Biochemie entstanden sein könnte und dadurch auch gänzlich andere Formen entwickelt haben könnte, wie sie auf fernen Planeten existieren könnten.

Die Sequenz der Aminosäuren eines Proteins bestimmt die höheren Ebenen der Struktur des Moleküls. Eine einzige Veränderung dieser Sequenz kann also grundlegende biologische Auswirkungen auf die Struktur und Funktion des Proteins haben.

Warum das Leben trotz hunderter verschiedener vorhandener Aminosäuren lediglich auf der Grundlage einer Kombination von 20 Aminosäuren entstand, ist bis heute ein Rätsel, denn rein theoretisch wäre schließlich auch eine nahezu unendliche Vielzahl anderer Säurekombinationen möglich.

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"Seit drei Milliarden Jahren nutz das Leben das Standard-Set aus 20 Aminosäuren zu Erzeugung von Proteinen", erläutert Stephen J. Freeland vom "Astrobiology Institute" der NASA an der "University of Hawaii". "Es wird zusehends klarer, dass auch eine Vielzahl anderer Aminosäuren hierfür als plausible Kandidaten in Frage kommen würde."

Gemeinsam mit seinem Kollegen Gayle K. Philip führte Freeland zu den sich aus dieser Einsicht ergebenden Fragestellungen eine Untersuchungsreihe mit dem Ziel durch, herauszufinden, ob die 20 Aminosäuren des irdischen Lebens rein zufällig ausgewählt wurden oder ob es sich um die einzig mögliche Kombination handelt, aus der heraus Leben entstehen konnte.

Aminosäuren selbst bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen, die sich in bestimmten Mustern derart anordnen, um größere Moleküle, die sogenannten Proteine und damit die Grundbausteine des Lebens zu bilden.

Die Forscher untersuchten nun die Eigenschaften von Aminosäuren, wie sie im Innern des sogenannten Muchison-Meteorit, der im September 1969 nahe Murchison in Australien niedergegangen war, gefunden worden waren. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Meteorit aus dem frühen Sonnensystem und damit aus jener Zeit stammt, in der auch das Leben auf der noch jungen Erde entstand.

Aus diesen Untersuchungen geht hervor, dass die Auswahl der 20 Aminosäuren, wie sie die Grundlage des irdischen Lebens darstellen, nicht rein zufällig vonstatten ging. Stattdessen habe es sich viel wahrscheinlicher um eine Art natürliche Auswahl aus dem vorhandenen umfangreichen Angebot an Aminosäuren gehandelt. "Keine andere Kombination der untersuchten Aminosäuren zeigte sich als derart widerstandsfähig, um eine lebensgeeignete Proteingrundlage zu erzeugen, wie die Kombination der bekannten 20 Aminosäuren."

"Unsere Ergebnisse belegen, dass das Leben offenbar genau wusste, was es tat und es sich tatsächlich um eine Art natürliche Auslese gehandelt hatte", so Freeland. Die Frage, ob Leben auch auf anderen Planeten denselben Weg gegangen sein muss, können die aktuellen Untersuchungen derweil noch nicht beantworten. "Derzeit suchen wir noch nach Wegen, diese Fragen experimentell zu ergründen." Ihre bisherigen Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler aktuell im Fachjournal "Astrobiology" veröffentlicht.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / astrobio.net / nasa.gov