Astronomen finden Hinweise auf Verbindung zwischen intensivsten Phasen der Sternentstehung im frühen Universum und heutigen massereichsten Galaxien

Starburst-Galaxien im fernen Universum. Kombinierte Aufnahme von APEX im Submillimeterbereich (rot) und Spitzer IRAC-Infrarotdaten. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright: ESO, APEX (MPIfR/ESO/OSO), A. Weiss et al., NASA Spitzer Science Center

Hanover/ USA - Ein Astronomenteam hat mit dem APEX-Submillimeterteleskop deutliche Hinweise auf eine Verbindung zwischen den intensivsten Phasen der Sternentstehung im frühen Universum und den massereichsten Galaxien im heutigen Universum gefunden. Die Sternentstehungsrate war demnach im frühen Universum sehr hoch und nahm dann schlagartig ab. Übrig blieben die heute beobachteten massereichen und weitgehend inaktiven Galaxien voller alternder Sterne.

- Bei der folgenden Meldung handelt es sich um eine Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (ESO), eso.org

Die Astronomen waren sogar in der Lage, die wahrscheinliche Ursache für das plötzliche Ende der frühen Sternbildungs-Ära zu identifizieren: das erste Auftreten der supermassereichen Schwarzen Löcher.

Die Astronomen kombinierten Daten der LABOCA-Kamera am 12-Meter-Submillimeterteleskop APEX (Atacama Pathfinder Experiment), das von der ESO betrieben wird, mit Messungen des Very Large Telescope der ESO, des Spitzer-Infrarotobservatorium der NASA und anderer Teleskopen, um herauszufinden, wie sich weit entfernte und leuchtkräftige Galaxien zu Gruppen und Galaxienhaufen zusammengefunden haben.

Je dichter die Galaxien in Gruppen oder Haufen konzentriert sind, umso massereicher sind ihre so genannten Halos aus Dunkler Materie - weitgehend strukturlose Wolken, die Galaxien durchziehen und umschließen, für den überwiegenden Teil ihrer Gesamtmasse verantwortlich sind und aus einem unsichtbaren Material bestehen, dessen nähere Eigenschaften derzeit noch unbekannt sind. Die neuen Resultate sind die genauesten je durchgeführten Messungen zur räumlichen Anordnung solcher Galaxien.

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Die Galaxien sind so weit entfernt, dass ihr Licht etwa zehn Milliarden Jahre benötigt hat, um uns zu erreichen. Daher sehen wir diese Galaxien so, wie sie vor rund zehn Milliarden Jahren waren. In diesen Momentaufnahmen des frühen Universums sieht man, dass die Galaxien damals die intensivste bekannte Form der Sternbildung durchliefen, so genannte Starbursts.

Die Astronomen bestimmten für diese Galaxien die Masse der Halos aus Dunkler Materie und untersuchten mit Computersimulationen, wie die Halos mit der Zeit anwachsen. So fanden sie heraus, dass die fernen Starburst-Galaxien des frühen Universums im Laufe der Zeit zu riesigen elliptischen Galaxien geworden sind - den massereichsten Galaxien im heutigen Universum.

"Zum ersten Mal sind wir jetzt in der Lage, eine so eindeutige Verbindung zwischen den intensivsten Starbursts im frühen Universum und den massereichsten heutigen Galaxien nachzuweisen", erklärt Ryan Hickox vom Dartmouth College (USA) und von der Durham University (England), der Erstautor der Studie.

Die neuen Beobachtungen ergaben außerdem, dass die hellen Starbursts in diesen fernen Galaxien lediglich 100 Millionen Jahre angedauert haben – eine für kosmologische Maßstäbe sehr kurze Zeitspanne. Dennoch hat sich die Gesamtmasse der Sterne der Galaxie in dieser vergleichsweise kurzen Zeit verdoppelt. Das plötzliche Ende des schnellen Wachstums ist ein weiterer Abschnitt aus der Geschichte der Galaxien, der bisher noch nicht vollständig verstanden ist.

"Wir wissen, dass die massereichen elliptischen Galaxien bereits vor langer Zeit vergleichsweise plötzlich aufhörten, neue Sterne zu bilden. Heute sind sie weitgehend inaktiv. Die entscheidende Frage ist natürlich, welcher Prozess stark genug gewesen sein könnte, um den Starburst einer ganzen Galaxie zu beenden", erläutert Julie Wardlow von der University of California in Irvine (USA) und von der Durham University, ein weiteres Mitglied des Teams.

Die Ergebnisse der neuen Studie bieten einen möglichen Erklärungsansatz: Zur fraglichen Zeit in der kosmischen Geschichte sind die Galaxien ähnlich angeordnet wie die Quasare – ein Hinweis darauf, dass sich beide Objektarten in den gleichen Halos aus Dunkler Materie befanden. Quasare gehören zu den leuchtkräftigsten Objekten im Universum. Getrieben von den supermassereichen Schwarzen Löchern in ihren Zentren geben sie als regelrechte kosmische Leuchtfeuer intensive Strahlung ab.

Die Hinweise verdichten sich, dass die Starbursts die Aktivität der Quasare gefördert haben, indem sie den Schwarzen Löchern große Mengen an Materie zuführten. Die Quasare wiederum durchliefen dadurch sehr energiereiche Aktivitätsphasen, in deren Verlauf sie das verbliebene Gas aus den Galaxien hinausbliesen. Mit diesem Verlust dieses Rohmaterials für neue Sterne ging auch die Phase schneller Sternentstehung zuende.

"Kurz gesagt läutet die Starburst-Galaxie mit dem Feuerwerk der Sternbildung gleichzeitig ihr eigenes Ende ein: sie füttert das Schwarze Loch in ihrem Zentrum, das dann wiederum die sternbildenden Wolken wegbläst oder zerstört", erklärt David Alexander von der Durham University, ein weiteres Mitglied des Teams.

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Quelle: eso.org

Erforschung von Exoplaneten: Von der Erde lernen

75 Prozent der Erdoberfläche sind von Wasser in flüssiger oder gefrorener Form bedeckt. | Copyright: NASA

La Laguna/ Spanien - Mit Computermodellen der Wolkenbedeckung der Erde in verschiedenen vergangenen Epochen wollen spanische Astronomen nicht nur herausfinden, wie die Erde für einen Betrachter aus der Ferne etwa zur Zeit der Dinosaurier ausgesehen hatte, sondern auch mehr darüber erfahren, wie außerirdische Welten aussehen könnten, um so auf deren Oberflächenbeschaffenheit schließen zu können.

Statt sich jedoch auf Klimamodelle zu berufen, haben Esther Sanroma und Enric Palle vom Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) das Verhältnis zwischen der Wolkendecke und der Landform der Erde berechnet, um herauszufinden, wie viele Wolken sich über bestimmten Regionen der Erde zusammenfinden.

"Betrachtet man die Erde (aus dem All), so fällt direkt eine bestimmte charakteristische Verteilung von Wolken und Kontinenten (und damit zugleich auch der Meere) auf", so Palle. Während der Himmel über einigen, feuchten, Regionen, etwa der Amazonas-Regenwald ständig bewölkt sind, ist der Himmel über Wüsten nur selten Wolkenverhangen. Diese heutige Wolkenverteilung war jedoch nicht zu allen Zeiten dieselbe, wie wir sie heute sehen.

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Die Forscher analysierten nun das Land-Wolkenverhältnis für die vergangenen 90, 230, 340 und 500 Millionen Jahre um so die Veränderungen des sogenannten Albedo-Wertes, also dem Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen, zu ermitteln. Von diesen Ergebnissen erhoffen sich die Forscher Rückschlüsse darauf, was unterhalb von Wolkendecken ferner Exoplaneten vor sich geht.

Die der Studie zugrunde liegenden Modelle basieren auf den Daten von 23 Jahren Beobachtung der Wolkenverteilung über den unterschiedlichen Landformen der Erde, durch das "International Satellite Cloud Climatology Project", auf Modellen des Paläogeologen Ron Blakely über die Verteilung der Landmassen zu vier verschiedenen Erdepochen sowie auf der Annahme, dass sich die Wolkenverteilung in Beziehung zu den Landformen sich auch vor 500 Millionen Jahren ähnlich verhielt wie sie dies heute noch tut.

Die im Vergleich zu heute unterschiedliche Verteilung von Land- und Wassermassen vor rund 85 Millionen Jahren wirkte sich auch die Wolkenverteilung in der Atmosphäre aus. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) | Copyright/Quelle: R.Blakely/NASA

Ein Blick noch weiter als 500 Millionen Jahre in die Vergangenheit zurück war den Forschern jedoch nicht möglich, da sich Temperaturen und die Zusammensetzung der Erdatmosphäre vor dieser Zeit noch zu sehr von der heutigen unterschieden.

Das Ergebnis zeigt, dass während des untersuchten Zeitraums die täglichen Variationen gering waren und entsprechend minimale Veränderungen nur schwer aus der Ferne auszumachen wären. Vor 500 Millionen Jahren gab es jedoch große Veränderungen des tagtäglich von unserem Planeten reflektierten Lichts. "Damals", so die Forscher, "waren die Veränderungen noch vier Mal größer als in späteren Epochen.

Diesen Umstand erklären sich die Forscher auf zwei mögliche Arten: Zum einen lagen die Landmassen damals noch deutlich dichter zusammen, wodurch die Ozeane dazwischen entsprechend ausgedehnter waren, was sich wiederum zu einer gänzlich anderen Wolkenverteilung auswirkte. Zum anderen bestanden die damaligen Landmassen etwa zur Hälfte aus Wüsten, ohne jegliches Leben.

"Nachdem dann jedoch mehr und mehr Pflanzen die Landmassen eroberten, veränderte sich auch die Wolkenverteilung." Da Wüsten aufgrund des geringen Wasserdampfs in der Luft nur wenige Wolken produzieren, veränderte die Eroberung des Landes durch das Leben auch die Wolkenverteilung. "Von nun an wäre es sehr viel schwieriger geworden, die Erde aus der Ferne zu untersuchen. Die Erde hat sich sozusagen gegenüber einem fernen Beobachter selbst getarnt", so Palle.

Umgekehrt könne aber aus einer nur wenig schwankenden Lichtkurve eines Planeten zumindest auf die Möglichkeit von Vegetation auf dessen Oberfläche geschlossen werden. Allerdings müssten Astronomen noch weitere Faktoren einbeziehen, bevor tatsächlich von einem Nachweis von Leben auf Leben auf einem Planeten gesprochen werden könne.

Erst mit zukünftigen Generationen von Weltraumteleskopen, so Palle, könnten auf fernen Planeten Land- von Wassermassen unterschieden und damit Kontinente auf Exoplaneten erkannt werden. Nach der Streichung des Weltraumteleskop "Terrestrial Planet Finder" (TFP), mit dem diese Aufgabe bereits gelöst hätte werden können, stehe derzeit und mittelfristig jedoch kein entsprechendes Instrument zur Verfügung. "Wir hoffen jedoch, dass das Konzept des TFP in naher Zukunft wieder aufgegriffen werden wird", zeigt sich auch die nicht an der Studie beteiligte Sara Seager vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Bislang können Astronomen allerdings schon einiges über die Zusammensetzung von Exoplaneten anhand von Veränderungen ihrer Helligkeit aussagen. So sollten beispielsweise atmosphärenlose Gesteinsplaneten, Eisplaneten und Planeten mit einer permanenten Wolkendecke keine größeren Albedo-Varationen aufzeigen. "Verfügt ein Planet jedoch über eine Atmosphäre, die auch von Wolken durchsetzt ist, so sollten wir eine Veränderung der Lichtintensität beobachten können."

Eine über den Planeten unterschiedlich verteilte Wolkendecke könne dann auf Ozeane auf der Oberfläche hinweisen, wodurch sich auf dem Planeten dann möglicherweise auf Leben entwickelt haben könnte. Aus welchen Flüssigkeiten diese Meere dann bestehen, könne aus dem Abstand des Planeten von seinem Stern gefolgert werden. "Wenn es Wasserwolken gibt, dann gibt es auch Wasserozeane", so die Forscher. Jedes Wasser, das auf einen Planeten herabregnet, wird auf dessen Oberfläche auch Ozeane entstehen lassen."

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

Deutlicher Rückgang des alternativmedizinischen Studienangebots an Großbritanniens Universitäten

Archiv: Homöopathische Präparate (Illu.) | Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de

London/ England - Während in den vergangenen Jahren immer mehr britische Universitäten auch Studiengänge und -Abschlüsse im Bereich alternativmedizinischer Verfahren angeboten hatten, wird dieses Angebot derzeit wieder deutlich zurückgefahren. Kritiker der alternativen und Komplementärmedizin feiern angesichts der aktuellen Entwicklung einen Erfolg ihrer Lobbytätigkeit gegen Homöopathie, Akupunktur und sonstige Naturheilverfahren.

Wie die britische Tageszeitung "The Daily Telegraph" (telegraph.co.uk) berichtet, habe sich die Anzahl entsprechender Studienangebote an britischen Universitäten und Hochschulen seit 2007 von 40 auf 21 nahezu halbiert.

Laut dem Bericht der Zeitung bestätigte beispielsweise die Derby University, dass ihre Fakultät für Komplementärmedizin gestrichen werde. Auch die auf diesem Gebiet bislang führende University of Westminster plane nahezu die Hälfte ihrer entsprechenden Lehr- und Abschlussangebote zu wegfallen zu lassen. Während noch vor fünf Jahren wurden alleine an der Westminster 14 Bachelorabschlüsse in sieben unterschiedlichen komplementärmedizinischen Bereichen angeboten wurden, stehen davon 2012 nur noch vier Abschlüsse zur Verfügung. Darunter Akupunktur und Kräuterheilkunde.

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Grund für die Streichungen, so der "Telegraph" sei der zunehmende Druck durch Wissenschaftler und Doktoren, die sich zusehends gegen diese "Form von Steuerverschwendung" einsetzten; und so feiert denn auch die Skeptikergemeinde das Zusammenstreichen der alternativen Studienangebote als Teilerfolg von fortwährenden Kampagnen unter Führung des Pharmakologen Professor Dr. David Colquhoun vom University College London und den selbsternannten Rationalisten der Gruppe "Sense about Science".

Für David Peters von der University of Westminster ist die aktuelle Streichung der Kurse hingegen keine Folge der öffentlichen Kritik. Vielmehr seien es die rückläufigen Einschreibungszahlen und zu hohe Kosten bei den entsprechenden Kursangeboten. Peters selbst würde die Lehrangebote gerne aufrechterhalten, schließlich könne man nirgendwo besser forschen, als an einer Universität. "Wer kompetente Alternativmediziner wolle, die auch die Sprache der Medizin sprechen, so müssten diese auch an Universitäten ausgebildet werden." Seiner Meinung nach wurde im Bereich der Alternativmedizin auch noch nicht genug geforscht, zitiert ihn die "Deutsche Welle" (dw-world.de). "Man kann aber keine Kurse, die so kostenaufwendig sind, wie die unsrigen, für nur 10 Studenten pro Jahr anbieten. Ich selbst bedauere die Entscheidung, aber es ist eine Entscheidung aufgrund (fehlender) Pfunde, Schilling und Pence".

Allen derartigen Anstrengungen steht in Großbritannien jedoch auch eine mächtige Lobby konservativer Mediziner und Wissenschaftler entgegen. So forderte nicht zuletzt schon 2010 das Komitee für Wissenschaft und Technologie des britischen Unterhauses die Streichung der bisherigen Kostenübernahme durch den staatlichen Gesundheitsdienst "National Health Service" (NHS) für homöopathische Arzneimittel. Diese, so das Komitee, sollen nicht besser wirken als Placebopräparate. Der britische Homöopathie Verband widerspricht dieser Behauptung, und kritisiert die Forderung eindringlich (...wir berichteten).

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / telegraph.co.uk / dw-world.de