Sonnenfleck 1283 spuckt Sonneneruptionen vier Tage in Folge

Die Sonnenscheibe am 9. September 2011. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: SDO/HMI

Washington/ USA - Seit vier Tagen schon spukt der Sonnenfleck 1283 Ausbrüche von Sonnenstürme ins All und teilweise auch Richtung Erde. Zwei der Sonneneruptionen ordneten die Sonnenforscher der Kategorie "X", also der stärksten Klasse von solaren Ausbrüchen zu und schon ist ein weiterer großer Sonnenfleck zu sehen.

Aufgrund der Regelmäßigkeit der mittelschweren bis schweren Sonneneruptionen, haben die Astronomen deren Quelle, die Sonnenfleckenregion 1283 (s. Abb. o.r.) auf den Beinamen "Old Faithful" getauft und stellen damit einen Bezug zu einem stets wiederkehrenden Geysir im Yellowstone Nationalpark her.

Der bislang stärkste Sonnensturm (X2.1) aus "Old Faithful", so berichtet die "National Oceanic and Atmospheric Administration" (NOAA), feuerte der Sonnenfleck am 6. September 2011. Vorangegangen war eine erste Eruption der mittelschweren Kategorie (M5.3) einen Tag zuvor, gefolgt von einem Ausbruch der Stärke X1.8 am 7. September und einem M6.7-Ausbruch am gestrigen Donnerstag.

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Starke Sonneneruptionen gehen oft auch mit koronalen Masseauswürfen (CMEs) einher, bei welchen gewaltige Sonnenplasmawolken mit bis zu fünf Millionen Stundenkilometern durchs all katapultiert werden. In Richtung Erde gefeuert, können diese Schäden an Satelliten, Raumschiffen und Kommunikationssystemen aber auch Energie- und Kommunikationsnetzwerken auf der Erde verursachen (...wir berichteten).

CMEs wurden sowohl von den Ausbrüchen am Montag, Dienstag und Mittwoch von 1283 abgefeuert. Laut den NOAA-Sonnenforschern habe jedoch keiner dieser Ausbrüche negative Auswirkungen auf die Erde. Wie "Spaceweather.com" berichtet, könnte es allerdings von heute bis zum 11. September zu schwächeren geomagnetischen Stürmen kommen, die sich dann jedoch höchstens in spektakulären Polarlichtern austoben.

In den starken Sonnenstürmen der vergangenen Tage sehen die Forscher einen Ausdruck der zunehmenden Sonnenaktivität deren Höhepunkt eines rund 11-jährigen Zyklus die Wissenschaftler für 2012/2013 vorhergesagt haben.

Während der Sonnenfleck 1283 derzeit von der erdzugewandten Sonnenseite verschwindet, nimmt Nummer 1289 Kurs auf das Zentrum der Sonnenscheibe (s. Abb. o.l.). Laut "Spaceweather.com" beherbergt auch dieser große Sonnenfleck mit seinen starken Magnetfeldern das Potential für Flares der X-Klasse.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / noaa.gov / spaceweather.com

Astronomen entdecken "unsichtbaren" fernen Planeten

Künstlerische Darstellung des Systems um "Kepler-19" mit dem bereits bekannten Planeten "Kepler-19b" vor dem Stern und den "unsichtbaren" Planeten "Kepler-19c" m Vordergrund. | Copyright: David A. Aguilar (CfA)

Cambridge/ USA - Mit dem Weltraumteleskop "Kepler" haben US-Astronomen einen Planeten entdeckt, dessen Umrundung seines Zentralgestirns in regelmäßigen Abständen vor- und nachgeht. Dieses Verhalten geht auf einen weiteren, für die Astronomen jedoch noch unsichtbaren Planeten in dem entfernten Planetensystem zurück. Es handelt sich um den ersten definitiven Nachweis eines Exoplaneten mit dieser Methode, ohne die der unsichtbare Planet nicht entdeckt werden könnte.

"Dieser Planet macht nur durch seinen Schwerkrafteinfluss auf einen anderen Planeten, den wir bereist kennen und sehen können, auf sich aufmerksam", erläutert Sarah Ballard vom "Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics" (CfA), dessen Team die neuen Entdeckung im Fachmagazin "The Astrophysical Journal" veröffentlichen wird. "Es ist ganz so, als würde ihnen jemand einen Klingelstreich spielen: Sie wissen zwar, dass da jemand an der Tür war, wenn sie aber nachsehen, ist niemand mehr da."

Beide, der sichtbare und der "unsichtbare" Planet, umkreisen einen sonnenähnlichen Stern, "Kepler-19" im Sternbild Leier (Lyra) in 650 Lichtjahren Entfernung zur Erde, der hell genug am Nachthimmel steht, um auch mit Hobby-Teleskopen beobachtet werden zu können.

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Das Weltraumteleskop "Kepler" findet Planten durch die Beobachtung selbst kleinster Abschwächungen des Lichts der fernen Sterne, die verursacht werden, wenn ein Planet - perspektivisch von Kepler aus betrachtet - vor der fernen "Sonnenscheibe" in einem sogenannten Transit vorbeizieht und aus diesen Beobachtungen auch Informationen über die physische Größe der so entdeckten Planeten abgelesen werden können.

Der bislang bekannte Planet trägt die Bezeichnung "Kepler-19b" und benötigt für eine Umrundung seines Sterns 9 Tage und 7 Stunden bei einer Entfernung von 13,5 Millionen Kilometern. Er hat einen Durchmesser von knapp 29.000 Kilometern, ist damit etwas mehr als doppelt so groß wie die Erde, und weist Oberflächentemperaturen von 482 Grad Celsius auf. Wahrscheinlich, so vermuten die Astronomen aufgrund der Tatsache, dass die Planetenmasse noch gänzlich unbekannt ist, handelt es sich um einen "Mini-Neptun".

Wäre "Kepler-19b" der einzige Planet um "Kepler-19", so würde sich jeder erneute Transit mit der Genauigkeit eines Uhrwerks einstellen. Stattdessen setzt er immer wieder knappe fünf Minuten zu früh oder zu spät ein. Derartige Ungenauigkeiten belegen einen weiteren Planeten, dessen Gravitation an "Kepler-19b" zieht und so seine Umlaufgeschwindigkeit abbremst oder beschleunigt.

Historisch betrachtet, wurde auch unser Neptun auf eine ähnliche Weise entdeckt, als Astronomen in der vorberechneten Umlaufgeschwindigkeit Ungenauigkeiten ausmachten und kurz darauf den Planeten dann auch mit ihren Teleskopen an der anhand der Ungenauigkeiten vorhergesagten Position entdeckten.

"Diese 'neue" Methode verspricht zahlreiche weitere Entdeckungen von Planeten, die wir auf bisherige Weise nicht entdecken könnten", kommentiert auch der Koautor der Studie David Charbonneau.

Bislang wissen die Astronomen noch nicht viel über den unsichtbaren Planeten "Kepler-19c". Er wiegt allerdings zu wenig, als dass seine Schwerkraft auch auf seinen Stern derart wirkt, dass damit seine Masse bestimmt werden könnte. Dass Kepler keinen weiteren Transit vor "Kepler-19" finden konnte, spricht dafür, dass seine Umlaufbahn im Vergleich zu "Kepler-19b" geneigt ist.

"Bei 'Kepler-19c' könnte es sich um eine Vielzahl von Planetenarten handeln. So könnte es etwa ein Felsplanet mit einem 5-tägigen Umlauf sein – aber auch ein Gasriese mit einer Umlaufzeit von rund 100 Tagen", so die Forscher. Weitere Beobachtungen, auch mit erdgestützten Teleskopen wie "HARPS-North" sollen nun mehr Informationen über "Kepler-19c" erbringen und den "Unsichtbaren" mehr und mehr sichtbar machen.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / cfa.harvard.edu

Fossilien zeichnen neues Bild der Menschwerdung

Der teilweise noch mit Stein verbackene Schädel eines jugendlichen "Australopithecus sediba" (MH-1). | Copyright/Quelle: Brett Eloff / Lee Berger u. "University of Witwatersrand", wits.ac.za

Johannesburg/ Südafrika - In insgesamt fünf Artikeln im Fachmagazin "Science" haben Wissenschaftler die Untersuchungsergebnisse von Fossilfunden zweier Vormenschen der Art "Australopithecus sediba" in den südafrikanischen Malapa-Höhlen veröffentlicht, die 2008 entdeckt und 2010 erstmals publiziert wurden. Die Funde mit einem Alter von nahezu exakt zwei Millionen Jahren stammen aus jener Zeit, in der die ersten Frühmenschen auf der Erde auftauchten. Die nun gefundenen Knochen zeigen sowohl Merkmale primitiver Vormenschen als auch von modernen Menschen. Aufgrund dieser vermischten Merkmale halten die Wissenschaftler "Australopithecus sediba" für den besten Kandidaten für den direkten Vorfahren der Gattung Mensch.

Die Funde werfen zugleich zweifelhaftes Licht auf lang gehegte wissenschaftliche Theorien über die Evolution des Menschen, wie etwa der Ausweitung des weiblichen Beckens als Reaktion auf das Anwachsen des Gehirns. Zudem liefern die Funde neue Hinweise darauf, dass "Australopithecus sediba" bereits die Fähigkeit der Werkzeugherstellung und -nutzung hatte.

Die von Projektleiter der koordinierten Analysen Lee Berger von der "University of the Witwatersrand" in Johannesburg 2008 entdeckten Knochen selbst, stammen von einem 10- bis 13-jährigen Jungen (MH-1) und einer Frau (MH-2), die wahrscheinlich Ende 20 bis Anfang 30 war und sind die bislang vollständigsten Skelettfunde früher Hominine, darunter vollständige Schädel, Becken, Teile von Fuß und Fußgelenk und eine fast vollständig erhaltene Hand.

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Das Alter der Fossilien von 1,977 Millionen Jahren ist damit älter als alle bisherigen Funde mit menschenartigen Eigenschaften. Bisherige Funde mit einem Alter von rund 1,9 Millionen Jahren wurden von Wissenschaftlern Exemplaren des "Homo habilis" und des "Homo rudolfensis" zugeschrieben und gelten selbst as Vorfahren des "Homo erectus", dem bislang unter Wissenschaftlern unbestrittenen frühesten menschlichen Vorfahren.

Aufgrund des nun nachgewiesenen größeren Alters von "Australopithecus sediba" stellt sich nun allerdings die Frage nach der Möglichkeit einer separaten älteren Abstammungslinie, von der aus sich der "Homo erectus" entwickelt haben könnte.

Für eine erste Sensation sorgte der Scan der Innenseite des Schädels und somit des Hirnraums von "MH-1" (s. Abb. o.) durch das Team um Kristian Carlson von der "University of the Witwatersrand". Menschenähnlich in seiner Form, war das Hirn des schon kurz vor der Geschlechtsreife gestandenen Jungen "Au. sediba" dennoch deutlich kleiner als das des späteren Menschen. Anzeichen einer neuralen Reorganisation des orbitofrontalen Cortex, jener Hirnregion also, direkt hinter den Augen, deuten die Forscher als Zeichen für eine Neuorganisation des Hirns hin zu einem eher menschenähnlichen Frontallappen. Damit ziehen diese Schlussfolgerungen die bisherige Theorie einer stufenweisen Vergrößerung des Hirnvolumens während der Entwicklung von Australopithecus zum Menschen (Homo) in Zweifel. Stattdessen stützen sie die alternative Theorie, nach der es gerade diese Reorganisation der Hirnstruktur war, die es "Australopithecus sediba" ermöglichte, sich trotz eines weiterhin kleineren Gehirns weiterzuentwickeln.

In einer Studie des Beckens von "MH-2" kommen Forscher um Job Kibii, ebenfalls von der "University of the Witwatersrand", zu einer weiteren erstaunlichen Feststellung: Das ungewöhnlich breite Becken der Frau widerspricht bisherigen Evolutionstheorien, die davon ausgingen, dass das menschliche Becken im Laufe der Evolution erst mit den durch das stets größer werdende Hirnvolumen immer größer werdenden Schädel sich ebenfalls weitete. Der Kopf neugeborener Australopithecae sediba dürfte jedoch nicht größer gewesen sein als der von Schimpansen. Die Geburt, so schlussfolgern die Forscher nun, war also nicht der ausschlaggebende Faktor für die Vergrößerung des Beckens, hatte doch auch schon Australopithecus sediba ein modern entwickeltes Becken, obwohl die Hirne und Schädel noch vergleichsweise klein waren.

Die Rekonstruierten Becken des Australopithecus sediba, in Frontal- (oben) und Draufsicht (unten). | Copyright: P. Schmid / Lee Berger u. "University of Witwatersrand", wits.ac.za

Da größere Schädel also nicht der Grund für das geweitete Becken sein können, gehen die Forscher davon aus, dass das Becken aufgrund einer veränderten Fortbewegung, dem aufrechten Gang auf zwei Beinen, seine Form verändert hatte.

Wie auch nahezu alle anderen Merkmale des "Australopithecus sediba" so weisen auch Hände und Füße eine interessante Mischung aus primitiven und modernen Merkmalen auf:

So belegt eine Analyse der Hand durch Forscher um Tracy Kivell vom "Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie" in Leipzig einen stärker ausgeprägten Flexorapparat, der die Beugung eines Gelenks vollzieht, was wiederum dafür spricht, dass sich MH-2 auch kletternd und greifend durch Bäume bewegte. Zugleich verfügt die Hand aber auch über einen längeren Daumen und verhältnismäßig kurze Finger, was ein Zeichen für die Fähigkeit kontrollierten Greifens und für einen Griff ist, der zwar Daumen und Finger, nicht aber die Handfläche miteinbezieht. Somit wäre es sogar möglich, dass "Australopithecus sediba" schon damit begonnen hatte, Werkzeuge herzustellen.

"Die Hand", so Kivell, "ist ein besonderes Merkmal der menschlichen Linie, da sie sich deutlich von Affenhänden unterscheidet. Affen haben lange Finger zum Greifen von Ästen und zur Fortbewegung, dafür aber relativ kurze Daumen, die es ihnen schwer machen, so zu greifen, wie wir Menschen." Im Gegensatz dazu habe Au. Sediba" eine eher menschenartige Hand mit verkürzten Fingern und einem sehr langen Daumen. "Zur gleichen Zeit hatte er aber wohl auch sehr starke Muskeln zum Greifen. Unser Team interpretiert diese Merkmale als die einer Hand, die in der Lage war, Werkzeuge herzustellen und zu benutzen, die aber zugleich auch immer noch zum Klettern genutzt wurde, aber auch zu einem menschenartigen Präzisionsgriff in der Lage war."

Die rechte Hand von "MH-2" im vergleich mit der Hand eines Menschen. | Copyright/Quelle Peter Schmid / Lee Berger u. "University of Witwatersrand", wits.ac.za

Die Funde, so streichen die Forscher heraus, bedeuten jedoch nicht, dass der "Australopithecus sediba" vor zwei Millionen Jahren der einzige Hominine war, der schon einfache Werkzeuge herstellen konnte. Neben ihm gab es auch schon Homo habilis, dessen hand jedoch eine gänzlich andere Struktur aufwies. Allerdings zeigen sie, dass es zur damaligen Zeit unterschiedliche Arten mit unterschiedlich geformten Händen gab die alle zur Herstellung von Werkzeugen geeignet waren.

Zuletzt setzte dann auch noch die Analyse der Füße und Fußgelenke der beiden Funde (MH-1 und MH-2) die Wissenschaftler ins Erstaunen. Wie schon die der Hände, so deutet auch deren Struktur daraufhin, dass "Australopithecus sediba" sich sowohl kletternd durch Bäume bewegte, aber auch schon eine einzigartige Form der aufrechten Fortbewegung auf zwei Beinen praktizierte: Wie Bernhard Zipfel von der "University of the Witwatersrand" anhand des Fußgelenks von MH-2, dem bislang besterhaltenen Fußgelenk eines Hominien überhaupt, zeigen konnten, glich das Fußgelenk dem moderner Menschen und verweist auf ein ebenfalls menschenartiges Fußgewölbe und eine stark ausgebildete Achillessehne. Ferse und Schienbeinknochen jedoch wirkten weiterhin affenartig.

Ob und wie genau "Australopithecus sediba" als Vorfahre des Menschen betrachtet werden kann, geht aus den bisherigen Analysen allerdings noch nicht exakt hervor. Hoffnung setzten die Forscher um Berger nun auf merkwürdige erhaltene Schichten am Schädel von "MH-1" und am Kinn von "MH-2", von denen die Wissenschaftler bislang noch nicht wissen, um was genau es sich handelt.

Eine Möglichkeit wollen die Forscher bislang nur unter Vorbehalt aussprechen: Es könnte sich um Haut handeln. Diese würde dann deutlich mehr Rückschlüsse auf die Verbindung zwischen "Australopithecus sediba" und dem Mensch erlauben. Doch auch diese würde alle bislang geglaubten Kenntnisse über Fossilien ad absurdum führen, da Hautgewebe eigentlich nicht versteinern sollte. Es wäre allerdings nicht die erste und einzige wissenschaftliche Vorstellung, die "MH-1" und "MH-2" ins Wanken brächten.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / aaas.org / wits.ac.za

Studie widerlegt Pfeif-Theorie: Delfine sprechen wie Menschen

Archiv: Delfin | Copyright: NASA

Aarhus/ Dänemark - Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, dass Delfine ihre Laute durch eine Art Pfeiftechnik, also mittels komprimierter Luft in einem komplexen nasalen System erzeugen. Eine aktuelle Studie dänischer Wissenschaftler hat die Vorstellung nun widerlegt und zeigt, dass die Meeressäuger ihre Laute durch pneumatisch vibrierendes Gewebe erzeugen - ganz ähnlich also wie die Sprache des Menschen, deren akustische Komponente von den schwingenden Tonbändern erzeugt wird.

Die wichtigste Konsequenz dieser Entdeckung ist die Erkenntnis, dass sich somit die Höhen und Tiefen der Delfinlaute nicht mit variierendem hydrostatischen Druck in unterschiedlichen Wassertiefen gravierend verändern, wie es der Fall gewesen wäre, wenn die Tiere "pfeifen", ihre Töne also mittels Luftdruck erzeugen würden. Aufgrund der ähnlichen Anatomie, vermuten die Forscher zudem, dass auch alle anderen Arten von Zahnwalen, der Unterordnung der Wale, zu der Delfine zählen, ihre Töne auf die gleiche Weise erzeugen, wie die untersuchten Großen Tümmler.

Vor dieser Grundlage steigt auch die Hoffnung von Delfinforschern, eines Tages die nachweislich komplexe "Sprache" der Delfine vollständig verstehen und vielleicht sogar mit den Tieren in zwei Richtungen kommunizieren zu können.

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Wie die Forscher um Peter Maden von der "Aarhus Universitet" aktuell im Fachjournal "Royal Society Biology Letters" berichten, konnten sie nachweisen, dass die Laute der Delfine nicht von der Größe ihrer nasalen Hohlräume abhängig sind und es sich somit also nicht um Pfeifen handelt. Stattdessen werde der Ton durch vibrierendes Gewebe im Nasenraum mittels Muskelkontraktion und Luftströmen erzeugt. "Das ist die gleiche Art und Weise, wie auch wir Menschen unsere Laute erzeugen, wenn wir sprechen", so Madsen.

Bislang ist bereits bekannt, dass Delfine auf diese Art und Weise Informationen über ihre Identität austauschen und mittels dieser Kommunikation auch über weit entfernte Räume miteinander in Verbindung bleiben.

Schon 2009 hatten Delfinforscher um Jack Kassewitz und John Stuart Reid die Struktur der Delfinlaute anhand sogenannter Cymaglyphen dargestellt und analysiert und zeigten sich zuversichtlich anhand dieser grafischen Vorgaben den "Delfingesang" entziffern zu können. Möglicherweise können die Tiere diese Muster sogar als solche wahrnehmen, (...wir berichteten).

Es sei zwar möglich, Delfinen auch echtes Pfeifen beizubringen, doch glauben die Forscher nicht, dass die Tiere diese Fähigkeit auch in der Natur entwickeln, da das nun entdeckte System zur Lauterzeugung wesentlich effektiver ist."

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / au.dk / rsbl.royalsocietypublishing.org