Wissenschaft und Technologie
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Frog

Silberhaare helfen Ameisen durch die Wüste zu flitzen und trotzdem cool zu bleiben

Wüstenameisen rennen sogar zur Mittagszeit quecksilbrig über den brennend heißen Sand. Eigentlich müssten sie schmelzen. Wie schaffen die Tiere das nur?

afrikanischen Silberrückenameise
Die silbrig schimmernden Härchen auf dem Rücken sind der Schlüssel zur verblüffen Hitzetoleranz von Ameisen im Saharasand: Sie reflektieren Licht durch ihren besonderen dreieckigen Querschnitt und kühlen mit ihrer sensationellen Abstrahlungsleistung im nahinfraroten Wellenlängenbereich, berichten Ameisenexperten nach ihren Analysen fasziniert.

Im Labor hatten die Forscher einige anatomische Besonderheiten der afrikanischen Silberrückenameise Cataglyphis bombycina genau unter die Lupe genommen. Diese ausgewachsen etwa 10 Millimeter langen Insekten überstehen selbst die gnadenlose Mittagssonne im brennend heißen Wüstensand und sind in ihrem bevorzugtem Lebensraum sogar noch aktiv: flüchtigen Beobachtern vermitteln sie das Bild umherhuschender Quecksilbertröpfchen. Weil auf dem Sand Temperaturen um 70 Grad Celsius erreicht werden, sind Kühlsysteme unerlässlich: Ab einem von den Forschern exakt berechneten kritischen Wärmemaximum von 53,6 Grad Celsius würden die lebenswichtigen Teile des Körpers unwiderruflich buchstäblich zu schmelzen beginnen; also würden etwa Proteine degenerieren und Lipidkonstruktionen zerfließen.

Härchen auf Wüstenameise

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© Norman Nan Shi and Nanfang Yu, Columbia Engineering
Sahara-Ameisen wie Cataglyphis bombycina überstehen Temperaturen von rund 70 Grad auf dem heißen Wüstensand und bleiben dabei trotzdem noch hochaktiv. Ihr Kühlsystem basiert auf ihrer Körperbehaarung: Dicht angeordnete, im Querschnitt dreieckige silbrige Chitinhärchen (hier im Detail auf dem Kopf) strahlen Wärme ab und reflektieren Licht besonders effektiv.

Bizarro Earth

Verraten Neutronen parallele Universen?

Die Vorstellung, dass es multiple Universen in anderen Dimensionen geben könnte, ist alles andere als neu. Seit einigen Jahren aber wird die Debatte um diese Theorie immer wieder durch die standhafte Behauptung einiger Wissenschaftler befeuert, sie hätten Neutronen beim Sprung zwischen Universen beobachten können.

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© Kristin Riebe
Namur (Belgien). Über die Existenz multipler Universen sinnieren Kosmologen etwa genau so gerne wie Science-Fiction und Horror-Autoren. Mit besonders viel Vorliebe allerdings versuchen erstere nach Möglichkeit keinen Versuch zu unternehmen, die Existenz auch mit wissenschaftlichen Thesen zu untermauern. Grund dafür scheinen keinen kosmischen Schrecken aus anderen Dimensionen zu sein, sondern schlicht und ergreifend der Umstand, dass dies annähernd unmöglich ist. Allerdings hat schon vor ein paar Jahren ein Team von Wissenschaftlern und Forschern gezeigt, wie dunkle Materie zwischen unserem und einem eventuellen anderen Universum hin und her wechselt. Nun wollen es jene Wissenschaftler in die Wege leiten genau dieses Phänomen genaustens mit existierender Technologie beobachten zu können. Was sie dazu brauchen? Einen Neutronendetektor, ein paar Neutronen und ein wenig Zeit.

Grundvoraussetzung schienen, bis vor ein paar Jahren, in einer „neutron bottle“ gesammelte Neutronen in ultrakaltem Zustand zu sein. 2012/2103 nämlich unternahm das Team um Michael Sarrazin von der Universität im belgischen Namur bereits Experimente zum Existenzbeleg anderer Universen. Die damalige Versuchsreihe basierte auf dem selben Prozess, mit dem schon seit Jahren der Verfall von Neutronen gemessen wird. Die dafür benötigten „neutron bottles“ bestehen aus völlig gewöhnlicher Materie mit einem magnetischen Feld. Durch sie ist es möglich superkalte Neutronen zu fangen und sie dazu zu bringen, sich so langsam zu bewegen, dass eine Beobachtung möglich ist. Physiker messen dann anhand der Quote, mit denen die Neutronen auf die Wand des Behältnisses treffen und mit welcher Geschwindigkeit die Neutronen schließlich zerfallen.

Satellite

Rosetta muss länger arbeiten und soll zum Abschluss auf Tshuri landen

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© dpa
Simulation einer Annäherung der Rosetta-Sonde – hier noch mit dem Philae-Lander im Gepäck – an den Kometen Tschurjumow-Gerassimenko
Ursprünglich sollte die Rosetta-Mission im Dezember 2015 enden. Doch nun darf die Sonde noch bis September 2016 im All arbeiten. Das hat die Europäische Weltraumorganisation ESA bekannt gegeben. Dem nicht genug: Die Wissenschaftler wollen die Mission mit einer zweiten Landung auf dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko krönen. In den letzten drei Monaten soll die Rosetta-Sonde ihn in immer engeren Bahnen umkreisen, dabei viele weitere Daten sammeln und schließlich auf der Oberfläche aufsetzen.

Damit soll sie dem Landeroboter Philae folgen, den Rosetta nach zehnjähriger Reise im vorigen November auf Komet Tschuri abgesetzt hat. Philae war erst nach mehreren Hüpfern an einem schattigen Ort zum Stehen gekommen. Nachdem er etwa 60 Stunden auf dem Kometen in Betrieb war, hatte sich der Lander wegen Strommangels am 15. November 2014 abgeschaltet. Rosetta hingegen begleitet den Kometen seit ihrer Ankunft und schickt stetig neue Daten.

Galaxy

Stützt die Entdeckung von "dunklen Galaxien" die Theorie der Dunklen Materie?

Unsichtbarer Hüter: Astronomen haben mehr als 800 Exemplare der rätselhaften dunklen Galaxien entdeckt. Diese enthalten kaum Sterne und Gas, sind aber trotzdem massereich. Die Forscher vermuten daher, dass sie bis zu 99 Prozent aus Dunkler Materie bestehen. Dies könnte auch erklären, warum diese dunklen Galaxien trotz der starken Gezeitenkräfte im Inneren des Coma-Galaxienhaufens noch existieren.

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© NAOJ
Einige der neu entdeckten dunklen Galaxien (grün) im Coma-Cluster
Dass es sie gibt, haben Astronomen erst im letzten Jahr entdeckt: 2014 stießen sie erstmals auf Galaxien, die völlig anders sind als die bisher bekannten. Denn diese "dunklen Galaxien" sind zwar normalgroß und massereich, aber enthalten extrem wenig Sterne oder Gas. So sind viele von ihnen etwa so groß wie die Milchstraße, sie besitzen aber nur ein Tausendstel ihrer Sternenpopulation.

Massereich, aber sternenarm

Jetzt haben Astronomen mit Hilfe des Subaru Teleskops auf Hawaii weitere 854 dieser dunklen Galaxien im Coma-Cluster entdeckt. Dieser Galaxienhaufen liegt gut 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und enthält vorwiegend elliptische Galaxien. Zwischen diesen helleren Sternenansammlungen beobachteten die Forscher nun zahlreiche sehr viel lichtschwächere, eher verwaschen wirkende Galaxienflecken.

"Diese Galaxien erscheinen nicht nur sehr diffus, sie müssen auch von etwas sehr massereichem umgeben sein", erklärt Studienleiter Jin Koda von der Stony Brook University in New York. Denn obwohl diese Galaxien nur sehr wenige Sterne enthalten, wurden sie bisher nicht von den starken Gezeitenkräften im Cluster auseinandergerissen. Offensichtlich gibt es in diesen dunklen Galaxien eine große Masse, deren Gravitation sie zusammenhält.

Syringe

Könnte das Insulin-Pflaster bald die Spritze überflüssig machen?

Nie wieder Spritzen? US-Forscher haben ein intelligentes Pflaster entwickelt, das Blutzucker-Sensor und schmerzloser Insulin-Injektor zugleich ist. Es entlässt über seine hundert winzigen Nadeln nur dann Insulin unter die Haut, wenn sein molekularer Sensor einen zu hohen Blutzuckerspiegel registriert. Bei Mäusen hielt dieses Pflaster den Blutzuckerspiegel länger stabil als herkömmliche Spritzen, auch das Risiko einer Unterzuckerung war geringer, so die Forscher.

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© Zhen Gu Lab
Das Insulinpflaster besteht nur aus einer Silikonschicht mit wirkstoffgefüllten Mikronadeln.
Bei Patienten mit Diabetes Typ 1 und starkem Diabetes Typ 2 arbeiten die Insulin produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse nicht mehr richtig. Steigt der Blutzuckerspiegel zu hoch, fehlt dann das regulierende Insulin. Um dies auszugleichen, müssen diese Patienten regelmäßig ihren Blutzuckerspiegel messen und sich dann selbst die nötige Menge Insulin spritzen - eine wenig angenehme Prozedur. Hinzu kommt, dass Fehler in der Dosierung zu lebensbedrohlichen Über- oder Unterzuckerungen führen können.

Mit der Erfindung von Jicheng Yu von der University of North Carolina in Chapel Hill und seinen Kollegen könnte sowohl das Spritzen als auch das Risiko einer falschen Dosierung Vergangenheit sein. Denn die Forscher haben ein Pflaster konstruiert, das Sensor und Dosierer in einem ist. Ihr Vorbild dafür waren die Pankreas-Zellen, die im Körper das Insulin produzieren und ausschütten.

Moon

Zufall? Kometenstaub Wolke auf dem Mond entdeckt: Dramatischer Anstieg an Feuerbällen der Grund?

Raumsonde LADEE weist erstmals asymmetrischen Staubschleier um den Erdtrabanten nach

Keine Atmosphäre, aber eine Wolke: Der Mond ist von einem Schleier aus winzigen Staubteilchen umgeben, wie Daten der NASA-Mondsonde LADEE enthüllen. Im Gegensatz zu ähnlichen Wolken um die Eismonde des Jupiter und Saturn ist die Staubhülle des Erdtrabanten jedoch schief und einseitig dichter. Sie erhält ihren Nachschub wahrscheinlich vor allem aus Einschlägen von Kometenstaub auf der Mondoberfläche, wie Forscher im Fachmagazin "Nature" berichten.

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© Daniel Morgan, Jamey Szalay/ University of Colorado
Die Farben kennzeichnen die Dichte der Mondwolke, in Weiß die Umlaubfbahnen der Mondsonde LADEE
Schon die Astronauten der Mondmissionen Apollo 15 und 17 bemerkten ein seltsames Phänomen: Manchmal schien der Horizont des Mondes bei Sonnenaufgang hell zu leuchten, als streue ein zarter Wolkenschleier das Licht. Doch als man nach der Ursache für dieses "Horizont-Leuchten" suchte, fand man zunächst nichts. Hinzu kommt, dass man Staubwolken zwar von Eismonden her kannte, bei Monden mit einer Regolith-Oberfläche wie dem Erdmond hielt man sie aber für unwahrscheinlich - der Staub würde hier eher an der Oberfläche bleiben, dachte man.

Kommentar: Vielleicht hat der dramatische Anstieg an Feuerball Ereignissen in und um unseren Planeten etwas damit zu tun? Dazu die neuste Grafik der American Meteor Society:
Auch auf unserer SOTT WorldView Karte, ist der Trend seit dem Jahr 2004 deutlich zu erkennen:


Auf "Play" klicken zum Abspielen. Mit dem Balken unter "Nutzungsbedingungen" kann die Geschwindigkeit eingestellt werden...


Comet 2

Asteroid Icarus kann von der Erde aus beobachtet werden

Ab dem 16. Juni 2015 bietet sich die Gelegenheit, den sonnennahen Asteroiden (1566) Icarus bei einer dichten Annäherung an die Erde zu beobachten.
Einer der bekanntesten Apollo-Asteroiden lässt sich im Juni gut beobachten, denn am 16. nähert sich (1566) Icarus der Erde bis auf 0,054 Astronomische Einheiten (AE) oder die achtfache Entfernung Erde - Mond. Zwei Tage später erreicht er mit 13,5 mag seine größte Helligkeit. Zuletzt kam der Planetoid im Jahr 1968 der Erde noch etwas näher, das nächste Mal wird das erst wieder im Jahr 2090 geschehen.

Der am 27. Juni 1949 von Walter Baade am Mount-Palomar-Observatorium entdeckte etwa ein Kilometer große Himmelskörper umrundet die Sonne auf einer mit e = 0,83 und um fast 23 Grad gegen die Ekliptik geneigten Bahn einmal in 1,13 Jahren. Im Aphel ist er knapp 2 AE von der Sonne entfernt, im Perihel weniger als 0,2 AE. Damit kommt er der Sonne näher als der Planet Merkur! Deshalb wurde er auch nach der griechischen Sagengestalt Ikarus benannt.

Kommentar:


Better Earth

Nepal-Beben: Gesamter Mount Everest ruckartig verschoben - Nordwest Wanderung schlagartig umgekehrt

Höchster Berg der Erde steht jetzt drei Zentimeter weiter südwestlich

Neue Position: Der Mount Everest steht seit dem Erdbeben von Nepal an einem neuen Platz. Denn das Beben verschob den höchsten Berg der Welt um drei Zentimeter nach Südwesten, wie chinesische Geografen ermittelt haben. Der Versatz entstand, als eine Verwerfung entlang der Plattengrenze zwischen Indien und Eurasien aufriss und sich ruckartig verschob.

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© Luca Galuzzi/ CC-by-sa 2.5
Blick auf die Nordseite des Mount Everest
Das Erdbeben in Nepal am 25. April hinterließ bleibende Folgen - nicht nur bei der betroffenen Bevölkerung, sondern auch geologisch. Denn als die Verwerfung an der Plattengrenze zwischen Indien und Eurasien aufriss, schnellte der Untergrund in eine neue Position. Dadurch verschob sich unter anderem die Stadt Kathmandu um drei Meter nach Süden.


Wie sich jetzt zeigt, wirkte sich der tektonische Ruck aber auch auf den höchsten Berg der Welt aus: Der Mount Everest hat sich durch das Beben um drei Zentimeter nach Südwesten verschoben, wie chinesische Behörde für Kartografie und Geoinformation mitteilte.

Powertool

Künstliche Organe aus dem 3D-Drucker: Werden Organspenden bald überflüssig?

Von Nieren bis zu Händen, 3D Drucker schneidern auf Bestellung Knochen und rudimentäre Organe. Mit dem Aufkommen des dreidimensionalen (3D) Druckens ist auf ein steigendes Interesse an künstlichen Organen entstanden um beschädigte Teile der menschlichen Maschinerie zu ersetzen oder sogar zu erweitern oder zu verbessern.

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© Gizmodo
Diese Organe aus dem 3D-Drucker schlagen wie kleine Herzen.
New Jersey (U.S.A.). Gedruckte Organe, so wie der Prototyp eines äußeren Ohres, der von Wissenschaftlern an der Princeton University in New Jersey und der John Hopkins University in Baltimore entwickelt wurde, standen Mitte April auf der Agenda der „Inside 3D Printing“ Konferenz in New York. Jenes Ohr wurde aus einer Vielzahl der unterschiedlichsten Materialien gefertigt. In ihm binden sich Hydrogel für das Grundgerüst der Ohrmuschel mit Zellen die das Knorpelgewebe bilden und silberne Nanopartikel, welche ein Art Antenne formen. Aber diese Konstruktion ist nur eines von vielen Beispielen der steigenden Vielseitigkeit des 3D Druckens.

Multimillionen-Dollar-Industrie Bioprinting

Auf der Konferenz in New York, welche von sich selbst behauptet die größte ihrer Art zu sein, standen unzählige Objekte und Neuerungen zu Ansicht bereit. Aber es wurde auch eine Diskussionsplattform rund um den entstehenden Markt für „gedruckte“ Körperteile geboten. Der Hauptfokus liegt bisher auf aus Titan gefertigten Hüftgelenken für die totale Endoprotetik (TEP). Diese werden einzeln und maßgefertigt für den einzelnen Patienten gefertigt. Aber auch Polymer-Knochen zur Rekonstruktion beschädigter Schädel- und Fingerknochen stehen hoch im Kurs. Körperteile aus dem 3D Drucker boomen. Im letzten Jahr wurden damit etwa 537 Millionen US-Dollar erwirtschaftet. Im Vergleich zu 2013 bedeutet dies einen Anstieg von 30 Prozent. So zumindest gab Terry Wohlers, Präsident von Wohlers Associates, einer Wirtschaftsberatung aus Fort Collins, Colorado mit Spezialisierung für 3D Druck, im Vorfeld der Konferenz an.

Blue Planet

Erstaunliche Entdeckung: Die Erde hat zwei Kerne

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Der Aufbau des Erdkerns ist anders als bisher gedacht.
Als Wissenschaftler an der Universität von Illinois und der chinesischen Nanjing Universität mittels seismischer Wellen das Innere unseres Planeten untersuchten, machten sie ein mehr als nur bizarre und verwunderliche Entdeckung.

Illinois (U.S.A.). Anstatt nämlich, wie bisher angenommen und als Lehrmeinung vertreten, verfügt unsere Erde nicht über nur einen Erdkern. Denn das Innerste im Innersten unseres blauen Planten, ganz wie eine russische Matrjoschka, hat einen eigenen Kern. Obendrein scheint dieser Erdkern im Erdkern völlig anders beschaffen zu sein, als die Geologen und Forschern bisher annahmen, die von der, bis dato unbelegten Existenz, eines solchen innersten Kerns ausgingen.

Lange Zeit ging die Geologie davon aus, dass der Erdkern aus einem äußeren Mantel aus flüssigem Eisen und einem festen, zentrale Kern aus Eisenkristall bestehen würde. Zudem ging die Wissenschaft beim zentralen Erdkern von einer Nord-Süd Ausrichtung aus. Aber, so belegen die Untersuchungsergebnisse aus Illinois und Nanjing, dahinter liegt nun noch ein weiterer Kern, dessen kristalline Form eine Ost-West Ausrichtung hat. Aber dies ist nicht die einzige Besonderheit des Erdkerns im Erdkern.