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Donnerstag, 17. November 2011

Magnetfelder bereiten Sternengeburten vor

Bild des Dreiecksnebels M 33. Bei dieser Galaxie sehen die Astronomen direkt von oben auf die Scheibe mit ihren Spiralarmen. Die rosa Regionen enthalten neu geborene Sterne. | Copyright: Thomas V. Davis, tvdavisastropics.com

Heidelberg/ Deutschland - Astronomen des "Max-Planck-Instituts für Astronomie" haben erstmals die großräumige Ausrichtung von Magnetfeldern in riesigen Gas- und Staubwolken einer anderen Galaxie gemessen. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass Magnetfelder eine Schlüsselrolle dabei spielen, solche Materiewolken zu verdichten und so die Geburt neuer Sterne vorzubereiten. Die Ergebnisse werden am 24. November in der Zeitschrift "Nature" veröffentlicht.

- Bei dieser Meldung handelt es sich um eine Pressemiteilung des "Max-Planck-Instituts für Astronomie", www.mpia.de


Sterne und Planeten werden geboren, wenn riesige Wolken aus interstellarem Gas und Staub kollabieren. Die Sternkinderstuben, die dabei entstehen, sind für einige der schönsten astronomischen Bilder verantwortlich: Farbenfrohe Gasnebel, beleuchtet durch die hellen, neugeborene Sterne.

Über die so genannten Molekülwolken, die dort kollabieren, ist einiges bekannt: Sie bestehen vor allem aus Wasserstoffmolekülen - ungewöhnlich, da der Kosmos nur selten Bedingungen bietet, unter denen sich Wasserstoffatome zu Molekülen verbinden können. Kartiert man die Verteilung solcher Wolken in einer Spiralgalaxie wie unserer Milchstraße, dann sieht man, dass sie entlang der Spiralarme angeordnet sind.

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Aber wie entstehen diese Wolken? Was bringt Materie dazu, sich zu Wolken zusammenzuballen, die hundert oder sogar tausend Mal dichter sind als das umgebende interstellare Gas?

Ein Kandidat für den Posten des stellaren Geburtshelfers sind die Magnetfelder einer Galaxie. Jeder, der schon einmal das klassische Experiment gesehen hat, in dem ein Magnet unter eine Platte mit Eisenspänen gehalten wird, weiß, dass Magnetfelder der Materie eine Ordnung aufprägen können. Einige Forscher haben argumentiert, dass etwas Ähnliches bei den Molekülwolken passiert: dass die Magnetfelder einer Galaxie die Kondensation von interstellarer Materie lenken und ihnen eine Ordnung aufprägen, welche die Bildung dichterer Wolken und den weiteren Kollaps begünstigt.

Einige Astronomen sehen dies als Schlüssel zur Vorbereitung der Sternentstehung. Andere halten dagegen, dass der Gravitationseinfluss der Wolkenmaterie und turbulente Gasbewegungen im Wolkeninneren so stark sind, dass der Einfluss äußerer Magnetfelder keine wesentliche Rolle spielen sollte.

In unserer eigenen Galaxie können wir nur schwer überprüfen, welche der beiden Fraktionen richtig liegt. Wir sind mit unserem Sonnensystem im Inneren der galaktischen Scheibe der Milchstraße gefangen; die nötigen Beobachtungen gelingen aber am besten, wenn man von oben auf die Scheibe blicken kann. Daher wählten Hua-bai Li und Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie ein anderes Beobachtungsziel: Die Galaxie M33, auch als Dreiecksnebel bekannt, für kosmische Verhältnisse mit 3 Millionen Lichtjahren Entfernung einer unserer nächsten galaktischen Nachbarn. Bei dieser Galaxie blickt der irdische Beobachter direkt von oben auf die Scheibe (vgl. Abb.).

Mit Hilfe des Submillimeter Array (SMA), einem Verbundteleskop am Mauna Kea Observatory auf der gleichnamigen Insel Hawaiis, untersuchten Li und Henning spezifische Eigenschaften des Lichts, das uns von M 33 erreicht - Eigenschaften, die mit der Orientierung der Magnetfelder in der beobachteten Region zusammenhängen. Sie fanden, dass die Magnetfelder der sechs massereichsten Riesen-Molekülwolken der Galaxie mitnichten chaotisch-turbulent sind, sondern direkt dem Verlauf der Spiralarme folgen.

Würde die Turbulenz in diesen Wolken die dominante Rolle spielen, würde man im Gegensatz dazu erwarten, dass die Magnetfelder in der Wolke ungeordnet und zufällig durcheinander laufen.

Die Beobachtungen von Li und Henning sind damit ein deutlicher Hinweis, dass Magnetfelder in der Tat eine wichtige Rolle bei der Entstehung dichter Molekülwolken spielen dürften – und damit den Boden bereiten für die Entstehung von Sternen und Planetensystemen wie unserem eigenen.

Quellen: mpia.de

NASA-Sonde findet erstmals konkrete Hinweise auf flüssiges Wasser auf Jupitermond Europa

Künstlerische Darstellung des von den Wissenschaftlern vorhergesagten "Großen Sees" auf dem Jupitermond Europa (Illu., Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen) | Copyright: Britney Schmidt/Dead Pixel VFX/Univ. of Texas at Austin

Washington/ USA - Anhand von Daten der NASA-Sonde Galileo haben US-Wissenschaftler erstmals konkrete Hinweise, wen nicht sogar Beweise, für einen innerhalb der kilometerdicken Eiskruste des Jupitermonds Europa eingeschlossenen gewaltigen flüssigen Wassersee mit einem Volumen, das dem der Großen Seen Nordamerikas entspricht, entdeckt. Des Weiteren deuten die Daten auf einen signifikanten Austausch zwischen dem Eispanzer und einem darunter verborgenen globalen Ozean hin, in dem dann möglicherweise auch Leben entstanden sein könnte.

Wie das Team um Britney Schmidt von der "University of Texas" in Austin und der Direktorin des "Astrobiology Program" der NASA, Mary Voytek, aktuell im Wissenschaftsjournal "Nature" berichten, zeigen die nun ausgewerteten Daten "faszinierende Möglichkeiten" auf. Zuvor wollen die Forscher ihre Daten jedoch noch mit der weltweiten Wissenschaftsgemeinde teilen, "bevor wir die Auswirkungen und Konsequenzen der Ergebnisse auch voll und ganz würdigen können."

Die Galileo-Sonde wurde 1989 vom Space Shuttle "Atlantis" aus in Richtung des Jupiter-Systems gestartet. Zu den wichtigsten Entdeckungen der Sonde gehörten erste Hinweise auf einen möglicherweise unterhalb der Eiskruste verborgenen Ozean aus Salzwasser. Dieser könnte tief genug sein, um die ganze eigentliche feste Oberfläche des Mondes global bedecken und die Gesamtmenge allen Wassers auf der Erde übersteigen könnte. Aufgrund der großen Entfernung zur Sonne, ist die Oberfläche dieses vermuteten Ozeans vollständig und kilometerdick zugefroren.

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Bislang vermuteten einige Wissenschaftler dass die Eiskruste derart dick sein könnte, sodass die Oberfläche nicht in Wechselwirkung mit dem darunter liegenden Ozean treten kann und somit kaum die Möglichkeit bestünde, dass darunter biologische Prozesse in Gang gebracht bzw. aufrechterhalten werden könnten.

"Unsere Daten erbringen nun jedoch Beweise dafür, dass es sich zwar um eine dicke Eiskruste handelt, dass sich deren Material jedoch im ständigen und energischen Austausch befindet. Zudem gibt es neue Beweise für gigantische seichte Seen (in dem Eispanzer)", so Schmidt.

In dieser Falschfarbendarstellung der Region Thera Macula markieren Pink- und Rot-Töne die höchstgelegenen Erhebungen einer chaotisch strukturierten Geländeform innerhalb der sonst relativ flachen Ebene. Darunter vermuten die Forscher einen gewaltigen See flüssigen Wassers. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. | Copyright: Paul Schenk/NASA

Künstlerische Interpretation der Chaos-Region auf Euopa. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright/Quelle: NASA

Die neuen Hin- und Beweise fanden Schmidt und ihre Kollegen beim Studium von Aufnahmen, die die Galileo-Sonde von zwei chaotisch strukturierten, hügeligen, annähernd runden Oberflächenstrukturen auf Europa mit dem Namen Chaos Terrains in der Region Thera Macula (s. Abb.). Nach dem Vorbild ähnlicher Prozesse auf der Erde - wie sie beispielsweise anhand von Eisschelfs und unter Vulkane überlagernden Gletschern zu finden sind - haben die Forscher ein Vier-Phasen-Modell entwickelt, um zu erklären, wie sich diese Geländerform bilden kann.

Das Vier-Phasen-Modell der Entstehung der chaotischen Geländestruktur, des damit einhergehenden Materialaustauschs und des verborgenen Sees im Eispanzer von Europa. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Das Originaldiagramm in englischer Sprache finden Sie HIER) | Copyright/Quelle: NASA (dt. Übersetzung: grenzwissenschaft-aktuell.de)

Abschließend kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die beiden runden Strukturen in dieser Chaoszone das Ergebnis eines umfassenden Materialaustauschs zwischen der Eiskruste selbst einem darin eingebetteten See sind. Auf diese Weise lässt sich dann auch ein Modell ableiten, welches erklärt, wie auch Nährstoffe und Energie von der Oberfläche der Eiskruste in einem darunter liegenden globalen Ozean gelangen und hier die Wahrscheinlichkeit für Leben erhöhen könnten.

Animation der Entstehung des chaotischen Terrains über dem seichten "Großen See" auf Europa

Klicken Sie auf die Bildmitte, um das Video zu starten


Obwohl sich die Wissenschaftler angesichts ihres Modells ziemlich sicher sind, kann aufgrund der tiefen Lage des wahrscheinlich vorhandenen Sees 8in mehren Kilometern Tiefe) nur eine zukünftige Sondenmission, innerhalb derer eine Bohrkopfsonde die Eiskruste durchdringen könnte, eindeutige Antworten liefern. Tatsächlich liegt eine solche Mission derzeit auf den Planungstischen der NASA (...wir berichteten, s. Links).

"Ohne die Grundlage von rund 20 Jahren Forschung und Beobachtung von Eisdecken und treibendem Eisschelf auf der Erde, wer dieses neue Verständnis der Prozesse auf Europa wäre nicht möglich gewesen", fügt einer der Koautoren, Don Blankenship, die Studienergebnisse kommentierend hinzu.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov / utexas.edu
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