Wonach fahnden diese Sensoren? - [GEO]

Zur Galerie Die geheime Rüstung der Warane

Nach Neutrinos. Was anmutet wie goldglänzende Christbaumkugeln, sind in Wirklichkeit Photodetektoren: Bauteile des EOS-Detektors, der gerade an der University of California Berkeley entsteht. Ab dem kommendem Jahr werden sie auf schwache Lichtblitze lauern, die in einem Tank im Herzen des Detektors aufleuchten und so die Gegenwart von Neutrinos anzeigen sollen. Die superleichten Teilchen entstehen bei Kernreaktionen, etwa in Atomkraftwerken oder im Innern der Sonne. Milliarden von ihnen durchströmen jede Sekunde unbemerkt unseren Körper. Physiker*innen können die Geisterteilchen nur vermessen, indem sie deren Wechselwirkung mit anderen Partikeln auswerten. EOS tut das erstmals mithilfe zweier Techniken, die unterschiedliche Arten von Strahlung messen. Gemeinsam sollen sie unser Bild vom verborgenen Treiben der Neutrinos schärfen. KW 48 Bildlizenz: CC BY 4.0

Wonach fahnden diese Sensoren?

Nach Neutrinos. Was anmutet wie goldglänzende Christbaumkugeln, sind in Wirklichkeit Photodetektoren: Bauteile des EOS-Detektors, der gerade an der University of California Berkeley entsteht. Ab dem kommendem Jahr werden sie auf schwache Lichtblitze lauern, die in einem Tank im Herzen des Detektors aufleuchten und so die Gegenwart von Neutrinos anzeigen sollen. Die superleichten Teilchen entstehen bei Kernreaktionen, etwa in Atomkraftwerken oder im Innern der Sonne. Milliarden von ihnen durchströmen jede Sekunde unbemerkt unseren Körper. Physiker*innen können die Geisterteilchen nur vermessen, indem sie deren Wechselwirkung mit anderen Partikeln auswerten. EOS tut das erstmals mithilfe zweier Techniken, die unterschiedliche Arten von Strahlung messen. Gemeinsam sollen sie unser Bild vom verborgenen Treiben der Neutrinos schärfen.
KW 48
Bildlizenz: CC BY 4.0

© Thor Swift/Lawrence Berkeley National Laboratory/The Regents of the University of California

Der Rosenberg-Waran. Die agile Echse besitzt eine geschmeidige Haut, weshalb der Panzer darin wohl bisher niemandem aufgefallen ist. Solche Knochenstrukturen, Osteoderme genannt, schützen viele Reptilien oder auch Gürteltiere. Erst jetzt fand man sie auch in der Haut von 29 Waranarten – dank hochauflösender Computertomografie (in der Illustration links). Von ihrer Entdeckung versprechen sich die Forschenden des Melbourne Museum in Australien neue Erkenntnisse über die Evolution der urzeitlichen Reptilien, die nirgendwo sonst in so großer Vielfalt vorkommen wie in Australien KW 40

Der Himmel spiegelt sich auf der Wasseroberfläche des Salar de Uyuni in Bolivien

Seestern-Embryonen unter dem Mikroskop. Mit winzigen Tentakeln erzeugen die Zwerge Strömungen, um sich im Meer fortzubewegen. In der Aufnahme machen fluoreszierende Partikel im Wasser diese Arbeit sichtbar. Zumindest, solange die Tiere leben: Der Embryo zur Rechten hat das Zeitliche gesegnet, weshalb ihn keine Farbschlieren umgeben. "Der Trick war, mehrere zeitlich versetzte Aufnahmen mit verschiedenen Farben zu kodieren, um sie dann in einem Bild zu vereinen", sagt Rafael Deliz Aguirre. Dem Proteinforscher gelang die Aufnahme am Max Delbrück Center in Berlin. Was ihn besonders daran fasziniert? "Die wirbelartigen Muster lassen sich mit Gleichungen beschreiben, die unter anderem auch für Schwarze Löcher gelten könnten" – oder das Magnetfeld der Erde. Das Bild gewann den Publikumspreis beim "Best Scientific Image Contest" der Helmholtz-Gesellschaft. KW 38

Rund 86 Millionen Jahre. Vermutlich legten Dinosaurier der Art Placoolithus tumiaolingensis einst die Eier, die im Yunyang-Becken in Zentralchina entdeckt wurden. Das Innere der Eier ist im Laufe der Jahrmillionen zu Kalzit fossiliert. Forschende konnten nun erstmals direkt das Alter der Eier bestimmen. Dazu entnahmen sie Kalzit aus den Schalen und zählten darin die Uran- und Bleiatome. Da Uran mit einer festen Rate zu Blei zerfällt, lässt sich aus dem Verhältnis der Elemente sowie der absoluten Menge an Blei ableiten, wie lange der Zerfallsprozess schon stattfindet. Das untersuchte Ei ließ sich so auf die späte Kreidezeit datieren. Mit der neuen Methode hoffen die Forschenden, mehr über die Evolution und das Aussterben der Dinosaurier zu lernen. Denn die Altersbestimmung ermöglicht es, Funde von Dinoeiern etwa mit Umwelt- und Klimaveränderungen der jeweiligen Zeit in Beziehung zu setzen. Indem sie Funde verschiedener Regionen datieren, könnten Paläontologen womöglich auch Dinosaurierwanderungen nachverfolgen. KW 37

Geisterteilchen. Neutrinos sind die leichtesten und zugleich am schwersten detektierbaren Teilchen des Kosmos. In jeder Sekunde fliegen Zigmilliarden durch einen menschlichen Körper, ohne dass wir es bemerken. Diese 35 Meter hohe kugelförmige Stahlkonstruktion, von chinesischen Forschenden kürzlich fertiggestellt, soll sie aufspüren und ihnen ihre Geheimnisse entlocken. Umgeben mit einem Panzer aus Plexiglas fasst die Kugel 20.000 Tonnen einer Flüssigkeit, die aufleuchtet, wenn Neutrinos sie durchqueren. Um dem Innendruck der Flüssigkeit auf die Außenfläche etwas entgegenzusetzen, schwebt die Kugel in einem riesigen Wasserbecken, 44 Meter tief, angefüllt mit 60.000 Tonnen hochreinem Wasser. Und als wäre das nicht schon megalomanisch genug, befindet sich die gesamte Konstruktion 700 Meter unter der Erde, um sie vor äußeren Störungen zu schützen. Solch ein Aufwand wäre wohl übertrieben, wäre das Neutrino nicht das mysteriöseste und am wenigsten verstandene Elementarteilchen. Forschende können viele seiner Eigenschaften nicht erklären: Es besitzt eine (winzige) Masse, auch wenn es das nicht sollte; es kann sich nur in eine Richtung drehen und ein einzelnes wandelt sich unentwegt in verschiedene Arten von Neutrinos um. Mit der Kugel wollen Forschende dieses ungewöhnliche Verhalten genauer beobachten und verstehen, in der Erwartung und Hoffnung, etwas fundamental Neues über das Universum zu lernen. KW 36

Ein Zwerg-Seepferdchen (Hippocampus bargibanti). Nur zwei Zentimeter groß und außergewöhnlich gut getarnt, schwimmt das winzige Wesen zwischen den knorpeligen Korallen. Die kurzen Schnauzen der Seepferdchen sind den Polypen der Gorgonien-Korallen zum Verwechseln ähnlich. Qiang Lin vom South China Sea Institute of Oceanology und Axel Meyer von der Universität Konstanz fanden nun heraus, dass das Fehlen eines Gens namens hoxa2b für die Stupsnase verantwortlich ist. Eigentlich sorgt es bei Seepferdchen für ein weiteres Wachstum der Schnauze. Doch das würde die perfekte Mimese zerstören. Die Symbiose mit der Gorginie ist für das Zwerg-Seepferdchen überlebenswichtig: Weil die Koralle antimikrobielle Stoffe produziert, die es vor Krankheiten schützen, haben sich Gene seines Immunsystems ausgeschaltet. Gleichzeitig kann das Gift der Korallen dem Seepferdchen nichts anhaben, sodass es sich liebevoll mit seinem Schwanz festhalten kann. KW 35

Roboter packt Dummy am Schlafittchen

Ursprung eines kosmischen Jets

Kosmischer Wirbelsturm

Kopf einer Mangshans Pit Viper mit faszinierender Zeichnung

Glänzend blauer eingerollter Chamäleonschwanz

Zwei Wissenschaftler schrauben an einem Solarpaneel

Es sind zwei: Die eine steckt im Hals der anderen. Die beiden Fossilien aus den Steinbrüchen des Solnhofener Plattenkalks zeigen zwei Versionen einer dramatischen Geschichte, die sich vor rund 150 Millionen Jahren offenbar wiederholt abspielte. Die Paläontologen Martin Ebert und Martina Kölbl-Ebert haben sie rekonstruiert. Im späten Jura befand sich in Solnhofen eine Lagune, in der sich Fische der Gattung Tharsis tummelten. Sie hatten sich darauf spezialisiert, verrottendes Gewebe, Algen und Bakterien von schwimmenden Objekten zu saugen. Dabei trieben ihnen auch tote Belemniten entgegen, die den heutigen Kalmaren ähnelten. Die Fische – in allen dokumentierten Fällen waren es Jungtiere – verleibten sich die verwesten Kopffüßer wohl versehentlich ein. Während der spitz zulaufende Teil des Innenkeletts, das Rostrum, ins Maul der Tharsis passte, wurden die Belemniten nach hinten heraus zu breit zum Schlucken. Da die Fische ihre Beute weder ausspucken oder abbeißen konnten, versuchten alle Exemplare vergeblich, sie über die Kiemen auszuscheiden. Vermutlich erstickten sie binnen Stunden KW 28

Close up von der Unterseite eines Geckofusses

Auf Warngeräusche von Elektroautos. Während sich Verbrenner mit lautem Brummen ankündigen, rollen E-Autos bei niedrigen Geschwindigkeiten nahezu lautlos heran. Um Unfälle mit Fußgängern und Fahrradfahrerinnen zu vermeiden, senden sie deshalb Warnsignale aus, sobald sie mit weniger als 20 km/h unterwegs sind. In einem Akustiklabor testeten Forschende der Technischen Hochschule Chalmers in Schweden nun, wie gut Menschen diese Signale orten können. 52 Testpersonen stellten sich dazu in einen Lautsprecherring, die Soundkulisse eines Parkplatzes wurde eingespielt und die Probanden zielten mit einem Laserstrahl in Richtung der simulierten Fahrzeuge. Das Ergebnis: Verbrenner ließen sich problemlos orten, mit Elektroautos taten sich die Teilnehmenden hingegen schwer. Bei einem häufig genutzten Zweiton–Signal konnten sie weder heraushören, wie viele Fahrzeuge unterwegs waren, noch aus welcher Richtung sie kamen. Für die geräuscharme Zukunft gilt mehr denn je: Augen auf im Straßenverkehr KW 26

Die Sculptor-Galaxie, auch Silberdollar-Galaxie genannt. Mit elf Lichtjahren Entfernung ist sie uns so nah, dass sie sich von der Erde aus im Detail studieren lässt. Genau das taten Astronominnen und Astronomen nun mithilfe des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte. Per Spektrograf vermaßen sie das Licht der Sterneninsel über 50 Stunden hinweg bei Tausenden von Wellenlängen, um mehr über die Vorgänge in ihrem Innern zu erfahren. Schließlich setzten sie aus mehr als 100 Aufnahmen das bislang detaillierteste Bild der Galaxie zusammen. Diese Falschfarbenaufnahme zeigt beispielsweise die Verteilung ionisierter, also elektrisch geladener Gase der Elemente Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Pinke Schwaden werden vom Licht neugeborener Sterne angestrahlt, die weiße Fontäne in der Bildmitte ist knapp dem Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie entkommen. KW 25

Makrofoto einer gefärbten Kieselalge

Blick in das Plasmagefäß nach Umbauarbeiten im November 2021

Makroaufnahme einer Zecke

Man könnte es vermuten! Denn während einer Sonnenfinsternis verdunkelt normalerweise der Mond die Sonne. Hier jedoch verdeckt eine künstliche Scheibe das gleißend helle Licht unseres Sterns. Sie gehört zur Punch-Mission. Die Konstellation aus vier kleinen NASA-Satelliten kreist seit Kurzem im Erdorbit. Sie soll die Sonnenwinde analysieren, jenen Strom aus geladenen Partikeln, der von unserem Zentralgestirn aus ins All weht. Momentan testen und kalibrieren Forschende die Instrumente an Bord, Anfang Juni beginnen die wissenschaftlichen Messungen. Diese Aufnahme schoss ein Gerät namens Narrow Field Imager. Es fotografiert die äußere Atmosphäre der Sonne, ihre Korona. Der kreisförmige "Occulter" verhindert eine Überbelichtung des Bildsensors. Im Hintergrund der künstlichen Sonnenfinsternis steht schemenhaft der echte Mond KW 21

Weil Erkrankungen sie erblinden lassen. Auf dem rechten Auge hat "Josie" bereits ihre Sehkraft verloren, auf dem linken sieht sie nur noch schemenhaft. Das hohe Alter von fast 17 Jahren hat der Löwin sichtlich zugesetzt. Für eine Raubkatze ihrer Art ist diese Lebensdauer keinesfalls normal. Weibchen werden in der Regel 15 bis 16 Jahre alt, Männchen hingegen nur bis zu 12 Jahre. Ein Grund dafür ist das soziale Netz der Löwinnen: Sie bleiben oft ihr Leben lang in dem Rudel, in dem sie geboren wurden. Können sie nicht mehr jagen, werden sie von ihrer Sippe mitversorgt. Auch Josie ist nicht allein, ihre beiden Töchter Duffy und Dawn geben auf sie acht und teilen ihre Beute mit ihr. Die drei leben im Addo Elephant National Park in der Provinz Eastern Cape in Südafrika. Er wurde 1931 gegründet und bietet unter anderem Elefanten, Büffeln, Leoparden und Antilopen einen sicheren Lebensraum. Josie genießt im Park Sonderstatus: Besucher werden gebeten, ihr genug Platz zu lassen, wenn sie Straßen überquert. Weil sie kaum noch etwas sieht, läuft sie gelegentlich in Autos KW 20

Electric Propulsion Laboratory

Weil ihre Mutter so alt ist. Die kleinen Galapagos-Riesenschildkröten sehen aus, als hätten sie selbst schon etliche Jahre auf dem Panzer. Dabei sind sie erst Anfang April im Zoo von Philadelphia aus dem Ei geschlüpft. Das ist ein Meilenstein für den Artenschutz, denn auf ihrer Heimatinsel Santa Cruz im Galápagos-Archipel leben nur noch wenige tausend Exemplare dieser speziellen Unterart. Viel mehr Aufsehen erregte jedoch, dass die Mutter der vier Weibchen bereits 97 Lenze zählt. Die kleinen Schildkröten sind "Mommys" erste Nachkommen. Damit ist sie die älteste bekannte Erstlingsmama ihrer Art. Auch Papa "Abrazzo" geht auf die Hundert zu. Als Galapagos-Riesenschildkröten haben die Eltern wohl trotzdem noch viel Zeit, ihre Jungen aufwachsen zu sehen. In Gefangenschaft werden die Tiere häufig älter als 150 Jahre. Wogen Mommys Töchter nach dem Schlüpfen gerade so viel wie ein Hühnerei, werden sie später im Schnitt 120 Kilogramm auf die Waage bringen. Männchen können sogar doppelt so schwer werden KW 18

Das "Daniel K. Inouye Solar Telescope" auf Hawaii, seines Zeichens das größte Sonnenteleskop der Welt. Sein Herzstück, ein Spektropolarimeter von der Größe einer Garage, lichtete unseren Stern nach 15 Jahren Entwicklungszeit nun zum ersten Mal ab. Zu sehen ist ein 25.000 Kilometer langer und breiter Ausschnitt der Sonnenoberfläche. Die dunklen Flecken sind kühlere Regionen mit starkem Magnetfeld, von denen mehrere Tausend Kilometer lange Gasströme fortfließen. Das Instrument namens VTF, das am Leibnitz-Institut für Sonnenphysik in Freiburg entstand, schießt Hunderte hochauflösende Bilder pro Sekunde. Dabei zeigt es, je nach Einstellung, nur bestimmte Wellenlängen und Schwingungsrichtungen des Lichts. So lassen sich Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Magnetfeldstärke in verschiedenen Höhen der Sonne bestimmen. All diese Faktoren beeinflussen das Sonnenwetter, dessen Auswirkungen wir auch auf der Erde zu spüren bekommen – etwa in Form malerischer Polarlichter oder geomagnetischer Stürme. KW 17

Vom Lazarus-Effekt. "Komm heraus!", rief Jesus vor dem Grab des verstorbenen Lazarus im Johannesevangelium. Und siehe da, Lazarus, der dort schon seit vier Tagen lag, kam heraus – auferstanden von den Toten, wie Jesus selbst am Ostertag. Biologen bezeichnen das unverhoffte Auftauchen verloren geglaubter Arten deshalb als Lazarus-Effekt. Er ereilte die Riesenschildkröte von Galapagos, den Bergbilchbeutler, den Quastenflosser – und jüngst den Sehuencas-Wasserfrosch. Dessen Art galt als ausgestorben, wie gut ein Fünftel aller Amphibien. Nur ein Exemplar lebte noch in einem Aquarium in Bolivien: Romeo, der einsamste Frosch der Welt. Sein Schicksal schien schon besiegelt, da fanden Forschende auf Expedition im Nebelwald fünf weitere Wasserfrösche. Darunter auch, so hofften sie, Romeos Julia. Nach längerer Quarantäne zog eines der Weibchen zu ihm ins Aquarium. Noch warten die Forschenden auf Nachwuchs. In jedem Fall aber besteht Hoffnung für den Sehuencas-Wasserfrosch. Es ist ein kleines Wunder, ein biblisches Comeback KW16

Rosa See

Grabrelief mit einem steinernen Ehepaar.

An seinem Nasenspiegel. Die haarlose, feuchte Haut der Nase von Hunden, Frettchen oder Kühen weist individuell einzigartige Furchen auf, die winzige Polygone formen. In den Furchen sammelt sich Flüssigkeit: Sie hält die Nase feucht und schärft den Geruchssinn, indem sie Duftmoleküle einfängt. Kühe werden schon lange anhand ihres Nasenabdrucks identifiziert, auch bei Hunden ist das möglich. Ein Team der Universität Genf analysierte nun mit bildgebenden Verfahren, wie sich diese Muster bei den Embryonen bilden. Ergebnis: Ungleichmäßiges Wachstum von Gewebeschichten führt zur Bildung der typischen Rillen und Kuppeln, deren genaue Position die darunterliegenden Blutgefäße bestimmen. Das Bild zeigt die Nase eines Hundeembryos, aufgenommen mit einem Fluoreszenzmikroskop

Mykorrhiza

Forschende im Reinraum mit Sonde SPHEREx

Eiskristalle. Als würde Lava zum Himmel emporfließen, erhebt sich eine Lichtsäule über dem italienischen Ätna. Durch die Kälte haben sich Eiskristalle in der Luft gebildet – oder in den kondensierten Tröpfchen des Wasserdampfs, den der Feuerberg ausstößt. Die hauchdünnen, sechseckigen Kristalle schweben meist flach gen Boden. Dabei flattern sie hin und her und reflektieren das rote Glühen aus dem Krater des ausbrechenden Vulkans gen Himmel. Die beeindruckende Szenerie fing der Fotograf Davide Caliò an einem frühen Morgen im Februar ein. KW 10

Der Mondlander IM-2 Nova-C, genannt "Athena". Der große Landeroboter des US-Unternehmens Intuitive Machines ist auf dem Weg zum Mond. Dort soll er am 6. März auf dem Berg Mons Mouton, einem Plateau in der Nähe des Südpols, aufsetzen – in jener Region, in der in den kommenden Jahren Menschen landen könnten. Mit einem Bohrer kann Athena bis zu einem Meter tief in den Trabanten eindringen und nach gefrorenem Wasser und weiteren Rohstoffen suchen. Neben zwei Rovern hat sie die Drohne Micro Nova Hopper "Grace" an Bord, die eher hüpfend als fliegend einen benachbarten Krater erkunden soll. Noch zwei weitere Lander haben vor kurzem unseren Heimatplaneten Richtung Mond verlassen: "Blue Ghost" des US-Unternehmens Firefly Aerospace soll an diesem Sonntag sein Ziel erreichen. "Resilience" des japanischen Start-ups ispace wiederum hat einen energiesparenden, aber längeren Weg gewählt und wird unseren Trabanten erst im April besuchen. KW 9

Schnitt eines fluoreszierenden Mäusehirns unter dem Mikroskop

Im Vordergrund steht das Paranal Observatory in Chile. Im Hintergrund ist ein Kometenschweif zu sehen.

Frosch und ein Pilz leuchten in der Nacht, fotografiert in einem Kiefernwald im Süden von Tasmanien (Australien)

Vier rötlich schimmernde Zehen eines Salamanders. Zu sehen sind rote Blutadern

Der Gewöhnliche Strandhafer. Das spektakuläre Bild zeigt einen 30 Mikrometer kleinen Querschnitt durch Gewöhnlichen Strandhafer (Ammophila arenaria); an Nord- und Ostseeküste ist er regelmäßig zu sehen. Die „Gesichter“ zeigen die Leitbündel, durch die das Süßgras Wasser und Nährstoffe transportiert. Die Präparation sei knifflig gewesen, erklärt Fotograf Gerhard Vlcek: "Ich verwendete kleinste Pinsel, um die weniger als millimetergroßen Teile in Färbe- und chemischen Lösungen zu bewegen." KW 4

Weißer Flugroboter auf schwarzem Grund

Fossilierte Mollusken. Punk ferox und Emo vorticaudum lauten die wissenschaftlichen Namen, die britische Forschende den Weichtieren aus Urzeiten gaben, inspiriert durch deren frisurähnliche Stacheln. Noch begeisterter war das Team allerdings, dass in den Versteinerungen ungewöhnlich viele Details erhalten waren. Zu sehen ist etwa ihre glatte Unterseite, mit der sie wohl über den Meeresboden krochen. Emo bewegte sich wie ein Fadenwurm, seine Stacheln nutzte er zum Greifen und Vorwärtsschieben. Hatten Forschende sich die Tiergruppe zu jener Zeit als primitiv und simpel vorgestellt, offenbarten die Funde aus der Lagerstätte Herefordshire in Wales, wie komplex, vielfältig und gut angepasst an ihre Umgebung die Weichtiere schon damals waren. Pink und grün waren sie allerdings nicht – ihre echten Farben sind nicht erhalten geblieben. KW 2

Um Zungen. Sie lagen in den Mündern von 13 Mumien, die ein Team der Universität von Barcelona in Oxyrhynchus entdeckten. Die Ausgrabungsstätte liegt südwestlich von Kairo. Die Mumien stammen aus der Zeit der ptolemäischen Könige (ca. 300 bis 30 v.Chr.), als Nachfahren Alexanders des Großen über Ägypten herrschten. Die goldenen Zungen sollten es den Toten ermöglichen, auch im Jenseits zu sprechen – denn Gold, so glaubten die Ägypter, sei das Fleisch der Götter. Einer Mumie hatten ihre Bestatter außerdem goldene Plättchen auf die Fingernägel gelegt. KW 51

Das Vibrieren der Raumzeit. Kosmische Großereignisse wie die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher ziehen und zerren an Raum und Zeit. In der Folge breiten sich Schwingungen im kosmischen Untergrund aus, als Gravitationswellen rasen sie mit Lichtgeschwindigkeit durch das All. Die langwelligsten unter ihnen stammen noch aus der wilden Jugend des Universums. Forschende vermessen sie mithilfe von weit entfernten Sternenleichen, den Pulsaren. Diese rotieren rasend schnell und senden dabei regelmäßig Pulse aus – dem extrem gleichmäßigen Ticken können irdische Radioteleskope lauschen. Dehnen oder stauchen vorbeiziehende Gravitationswellen die Raumzeit zwischen Pulsar und Erde, bringen sie die kosmische Präzisionsuhr scheinbar aus dem Takt. Viereinhalb Jahre lang vermaßen Astronomen mit der südafrikanischen Anlage MeerKAT solche minimalen Abweichungen im Ticken von 83 Pulsaren (als weiße Sterne eingezeichnet). Daraus entstand die aktuellste Karte des kosmischen Gravitationswellenhintergrunds. Ein Ziel der Forscherinnen und Forscher ist es, Hotspots zu finden, Gebiete besonders zahlreicher Raumzeitschwingungen. Dort könnten sich beispielsweise zwei supermassereiche Schwarze Löcher eng umkreisen. KW 50

Er wurde mit kreuzpolarisiertem Licht bestrahlt. Das Gestein war Teil des Erdmantels und stammt aus der Tiefe des Eismeers. Für die mikroskopische Untersuchung wurden aus dem Objekt mikrometerdünne Plättchen geschliffen. Nun ruht der Stein im Museum des Smithsonian Institute in Washington. Bei seiner Entstehung vor 2,5 Milliarden Jahren muss enorme Hitze geherrscht haben: Das verraten Spuren der Oxidation. KW 49

Aus der Stärke in Weizenmehl. Die dünnsten Exemplare durchmessen lediglich 372 Nanometer, ein Zweihundertstel eines menschlichen Haares. Das macht sie zu den dünnsten Spaghetti der Welt. Al dente wären sie in Sekundenbruchteilen. Die Spezialnudeln sind jedoch nicht für den Kochtopf bestimmt, sondern für medizinische Anwendungen. Die Chemiker*innen Beatrice Britton und Adam Clancy vom University College London zogen sie mithilfe elektrischer Felder aus einer Nadelspitze und verfilzten sie zu hauchdünnen, porösen Matten. Die Nanopasta ist kostengünstig, umweltfreundlich und im Körper abbaubar. Mit ihr ließen sich möglicherweise Wunden abdecken oder Medikamente im Körper deponieren. Faserknäuel wie jenes, das hier unter dem Rasterelektronenmikroskop zu sehen ist, könnten sogar ein Gerüst bilden, in dem sich nach Knochenbrüchen neue Zellen ansiedeln. KW 48

Eine Geistergrundel. Unauffälliger geht es kaum: Der Untergrund – ein rosafarbener Schwamm – scheint durch den transparenten Körper des Fischchens; pinke Punkte lassen es vollends mit dem Umfeld verschmelzen. Selbst die rhythmisch schlagenden Kiemendeckel sind dem Prinzip Tarnung unterworfen. Sie liegen sichtgeschützt tiefer in Richtung Bauch statt direkt seitlich am Körper. Weggespült zu einem weniger perfekt passenden Untergrund wird die Grundel nicht. Mit einer Art Saugscheibe haftet sie am Schutzraum Schwamm. KW 47

Koralle Collogorgia Delta

Aus symmetrisch befüllten Waben. Bienen bauen hängende Waben, mit sechseckigen Wachszellen auf beiden Seiten. In den winzigen Kammern lagern sie Honig oder Pollen ein und ziehen ihre Brut groß. Ein Forschungsteam um das Bienenlabor des Auburn University College zeigte nun, dass beide Seiten einer Wabe stets spiegelbildlich befüllt werden, im Bienenstock ebenso wie in wilden Nestern. Die Forschenden designten sogar Bienenstöcke, in denen zwei Kolonien jeweils nur eine Seite derselben Wabe anfliegen konnten. Trotzdem platzierten die Arbeiterinnen Brut, Honig, Pollen und leere Zellen spiegelbildlich – ganz so, als wüssten sie, wie sich die unsichtbaren Nachbarn einrichten. Den entscheidenden Impuls gibt offenbar die Wärmeverteilung im Stock. Dank der Symmetrie herrschen stabilere Temperaturen, und die Bienen können mehr Nachwuchs großziehen. In der Bildmontage stehen jeweils Aufnahmen gegenüberliegender Wabenseiten zusammen; die Farbe der Zellen ergibt sich aus ihrem Inhalt. KW 45

Phages im Vergleich zu Blumen

Brookesia Nofy. Das Chamäleon ist ein Genie der Tarnung: Lange lebte das 33 Millimeter kleine Chamäleon unentdeckt im Regenwald Akanin’ny Nofy, nachdem es nun benannt ist. Dank seiner winzigen Größe und den beige-braunen Farben, ist es im Wald nahezu unsichtbar – was ihm ein Leben im Untergrund, versteckt vor den Augen der Forschung, ermöglichte. Bis Touristen auf ein Exemplar stießen und Fotos des Winzlings im Netz verbreiteten. Das lockte ein Team neugieriges Team aus Zoolog*innen und Evolutionsbiolog*innen nach Madagaskar, um die neue Art aufzuspüren. Erst vor einigen Wochen veröffentlichten sie ihre Studie, in der sie die neue Art beschreiben. Es geht übrigens noch kleiner! Brookesia Nana ist eng mit Brookesia Nofy verwandt, aber nochmal elf Millimeter kleiner. Mit 22 Millimetern ist es damit das winzigste Reptil der Welt! KW 43

Durch die International Space Station (ISS). Den Transit der ISS über die Sonnenscheibe einzufangen sieht nicht nur spektakulär aus, es ist auch besonders schwer. Denn es ist nach 0,54 Sekunden wieder vorbei und weit von uns entfernt. Die ISS umkreist die Erde in 441,5 Kilometern Höhe. Noch mal über 100 Millionen Kilometer weiter weg befindet sich die Sonne. Miguel Claro schaffte es, den Moment einzufangen, in dem sich die Raumstation zwischen die beiden Himmelskörper schiebt. Dafür legte er 200 Bilder – innerhalb von zwei Sekunden geschossen – übereinander. Er nahm die Sequenz in Nordportugal Anfang Juni 2024 auf. Da war die ISS – sinnbildlich für die friedliche Zusammenarbeit seit den 1990er-Jahren – mit vier amerikanischen und drei russischen Astronauten besetzt. KW 42

Der Schaltplan des Nervensystems der Taufliege Drosophila melanogaster

Ausgetrocknetes Flussbett vom Fluss Solimoes

Ein Knurrhahn. Ihren Spitznamen haben die Mitglieder der Fischfamilie Triglidae, weil sie mit ihrer Schwimmblase Knurrlaute erzeugen können. Und auch sonst sind die Meeresbewohner außergewöhnlich: Sie besitzen einen Körper wie ein Fisch, Flügel wie ein Vogel und Beine wie ein Krebs. Mit ihren sechs Beinen, die aus den Strahlen der beiden Brustflossen entstanden sind, können sie über den Meeresboden laufen und auch darin stochern. Nun verkünden zwei Forschungsteams im Fachblatt "Current Biology" weitere Fähigkeiten der Prionotus carolinus (Foto), einer 30 bis 40 Zentimeter großen Triglidae-Art, die im westlichen Nordatlantik heimisch ist. Ihre schaufelförmigen Beine besitzen Ausbuchtungen, Papillae genannt, mit berührungsempfindlichen Nervenzellen: Damit können die Fische den Untergrund abtasten. Außerdem besitzen sie dort Sensoren, die auf chemische Stoffe reagieren: Sie erkennen also den Geruch von im Boden verborgener Beute wie etwa Muscheln. Darin sind sie so geschickt, dass andere Fische den Tieren in der Hoffnung folgen, es könnte etwas für sie abfallen. KW 39 (mit Material der dpa)

Zum Atmen unter Wasser. Der in Costa Rica und Teilen Panamas beheimatete Wasseranolis (Anolis aquaticus) lebt sowohl an Land als auch im Wasser. Wenn sich diese Echsen bedroht fühlen, tauchen sie beispielsweise in Flüsse, um sich zu verstecken. Dafür haben sie eine außergewöhnliche Atemtechnik entwickelt. Sie können eine Luftblase über ihrer Nase bilden, die am Kopf während des Tauchgangs haften bleibt. In diese atmen sie während des Tauchgangs ein und aus – ein Konzept, das auch als Rückatmung bezeichnet wird. So können die Echsen bis zu 20 Minuten unter Wasser bleiben. Auch einige Käfer, Spinnen sowie die Tauchfliege (Ephydra hians) nehmen eine Luftblase mit unter die Wasseroberfläche, um damit zu atmen. KW 38

Einem Schröter. Die geweihartigen Oberkiefer der mit dem Hirschkäfer verwandten südostasiatischen Art Neolucanus maximus dienen dem Männchen zum Kämpfen und signalisieren weiblichen Tieren seine Fitness. Ob auch die orangen Borsten beim Anbandeln helfen oder etwa zum Säubern der Beine da sind, ist bislang unbekannt. Ihren Namen "Schröter" erhielt die Käferfamilie, da ihre Larven Totholz in etwa so grob zerkleinern wie eine Schrotmühle das Korn. KW 37

Eine perfekte Wolke über einem Vulkan

Polarlichter flimmern über Corfe Castle. in der Mitte des Bildes: Sternschnuppen

Grafische Darstellung von Gehirnzellen und Synapsen

Das Bild zeigt ein Schweineherz

Die Swifties! Rund 50.000 Menschen kamen an zwei Juli-Abenden im Hamburger Volksparkstadion zusammen, um den größten Popstar der Erde zu sehen und zu hören. Über drei Stunden lang trat Taylor Swift jeweils auf, und ihre Fans ließen tanzend die Erde beben – im wahrsten Sinne des Wortes. Einen Kilometer vom Stadion entfernt, in einem Tunnel 20 Meter unter der Erde, lief am Abend des ersten Konzerts ein Experiment. Laserlicht pendelte zwischen zwei Spiegeln hin und her, die 123 Meter weit auseinanderstehen. Mit dem Resonator will ein Team des Forschungszentrums DESY Dunkle Materie aufstöbern, jenen geheimnisvollen Stoff, der im Universum die Galaxien zusammenhält. Doch als am 23. Juli die Apparatur wackelte, lag das nicht an der Dunklen Materie: Das Springen der Swifties ließ die Spiegel um die Winzigkeit von einem Millionstel Meter schwanken. Am DESY hatte man das Mini-Beben bereits erwartet; nun sind die Ergebnisse der Messung da. Zwei bis vier Mal pro Sekunde hopsten die Fans, in den Einheiten der Physik ausgedrückt: mit 2 bis 4 Hertz. Im Laserlicht zeichnete sich sogar die Publikumsreaktion auf einzelne Songs ab. Bei "Love Story" und "Shake it off" gingen die Swifties am meisten ab. KW 31

Blaue Kugel mit weiß leuchtendem Flaum

Als Aasfresser zersetzen Tigerhaie den Kadaver eines Buckelwals

Eine Luftaufnahme Tausender Tiang in der Savanne des Südsudan

Die chinesische Sonde Chang'e-6 nach ihrer Landung auf der Erde

Lokiceratops rangiformis, eine neu entdeckte Dinosaurierart

Die Augen eines Borstenwurms Vanadis cf. formosa

Searles See in Kalifonien, USA. Aufgenommen 2023

Die LSST-Kamera des kalifornischen Vera-C.-Rubin-Observatoriums

Eine Unterwasserdrohne nach Vorbild eines Mantarochens. Im Februar und März absolvierte das autonome Tauchboot des Rüstungskonzerns Northrop Grumman erste Tests vor der Küste Südkaliforniens. Entwickelt wird es im Auftrag der DARPA, der Forschungsbehörde des US-Militärs. "Manta Ray wird Langzeitmissionen mit großer Reichweite in Meeresumgebungen durchführen, in die Menschen nicht vorzudringen vermögen", schreibt der Konzern. Lange Tauchgänge soll die Drohne meistern, indem sie Energie aus der Umgebung gewinnt oder im Stromsparmodus am Meeresboden ausharrt – stets mit dem Ziel, "strategische Überraschung zu erzeugen". Für den Transport über Wasser lässt sich das Monstrum zerlegen und in fünf Standardcontainern verstauen. KW 21

Die Seehundlaus. Der kleine Parasit besitzt sechs Krallen, die wie Karabinerhaken funktionieren. Mit ihnen klinkt sich die Laus, die gerade mal zwei Millimeter misst, in Seehundhaar ein. Zusätzlich verhindern weiche, polsterartige Pads an der Kralleninnenseite, dass der Parasit am Wirtstier abrutscht. Durch diese Mechanik entwickelt die Laus eine Haltekraft, die bis zum 18 000-Fachen der Gewichtskraft ihres Körpers betragen kann. Das ist Rekord unter Insekten, sagen die Forschenden von der Universität Kiel, die das Klammervermögen der Seehundlaus gemessen haben. Auf diese Weise kann der Blutsauger jeden Tauchgang und Wellenritt der Robbe mitmachen. Das muss er auch: Lässt der Parasit los und stürzt ins Wasser, ertrinkt er. KW 20

Eine geologische Karte des Monds

Das Gesicht der Neandertalerin "Shanidar Z"

Zwei Wissenschaftler arbeiten an einem Gerät, das die Energie von Neutronen bei einer Kernspaltung erfasst

Die Korona der Sonne bei zwei Sonnenfinsternissen, 2017 und 2023

Die Zähne eines Papageifischs

Ein Roboter-Aal. Genauer: der Exobiology Extant Life Surveyor, kurz EELS. Entwickelt wurde er am Jet Propulsion Laboratory der Nasa. Seine flexibel verbundenen Körpersegmente besitzen ein äußeres Gewinde. Wenn sie rotieren, schraubt sich der Roboter auf glattem oder lockerem Grund voran. Sogar ein senkrechter Abstieg in enge Eisspalten soll mit diesem Design möglich sein. Im Bild erkundet EELS selbstständig den kanadischen Athabasca-Gletscher. Doch sein wahres Ziel ist der Saturnmond Enceladus. Unter dessen Eispanzer wogt ein Ozean, der womöglich Leben beherbergt. Bevor er ferne Monde erkunden kann, muss EELS jedoch das Strom- und Datenkabel an seinem Hinterteil loswerden. KW 14

Ein Hornweberknecht (Phalangium opilio) in einer Nahaufnahme

Eine lilane Ringelwühle liegt zusammengerollt in einem Erdloch. Auf ihr liegen viele ihrer Jungtiere.

Papier Nautilus reitet auf einer Qualle

Ein weißer Pilz-Fruchkörper wächst aus dem Körper eines goldgelben Frosches

Der Mondlander Odysseus im Landeanflug

Ein Teilchenbeschleuniger der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen-Nürnberg

Mit dem deutschen Weltraumteleskop eROSITA. Es fliegt seit 2019 an Bord des deutsch-russischen Satelliten Spektr-RG durchs All, um den Himmel nach Strahlung von heißen Gaswolken, schwarzen Löchern, Sternen und anderen Quellen extrem energiereicher Strahlung zu durchmustern. Nun wurde der ersten Datenkatalog veröffentlicht. Er umfasst den halben Himmel - und stellt mit nahezu 930.000 Röntgenquellen einen neuen Rekord auf. Auf der linken Seite sind ausgedehnte Strukturen wie Galaxien zu sehen. Rechts finden sich Punktquellen, zum Beispiel entfernte Schwarze Löcher. Der helle Fleck im Zentrum zeigt die Überreste der Vela-Supernova, einer Sternenexplosion in unserer kosmischen Nachbarschaft, die einen Neutronenstern gebar. Gemeinsam mit der Himmelskarte erscheinen rund 250 wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Forschende nehmen mit Hilfe der eROSITA-Daten unter anderem Schwarze Löcher und Exoplaneten unter die Lupe. Sie spüren aber auch der rätselhaften Dunklen Energie nach, die vermutlich die Ausdehnung des Universums immer schneller vorantreibt. Seit Beginn des Ukraine-Krieges ist der Satellit jedoch im Ruhezustand. Auch das Bild des Röntgenhimmels bleibt unvollständig: die andere Hälfte des Firmaments wird von russischen Forschenden ausgewertet. Immerhin konnte eROSITA vor der Zwangspause drei weitere Himmelsdurchmusterungen abschließen, deren Daten in den nächsten Jahren veröffentlicht werden. Und das nächste Projekt läuft bereits: China startete in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik den Röntgensatelliten „Einstein Probe“. KW 06

Ein quallenähnlicher Roboter

Eine aufblasbare Raumstation. Zum Glück zerreißt die Struktur von der Größe eines Einfamilienhauses nicht im eisigen Vakuum des Weltalls, sondern in einer Testhalle des Marshall Space Flight Center der Nasa. Das Raumfahrt-Unternehmen Sierra Space demonstriert mit dem Versuch, welchem Innendruck die aus Spezialtextilien gewobene Hülle des "Large Integrated Flexible Environment", kurz LIFE, standhalten kann. Im Bild versagt sie bei 77 psi (Pfund pro Quadratzoll, rund 5,3 bar) – und übertrifft damit die strengen Sicherheitsanforderungen der Nasa. Die aufblasbaren Module sollen in Zukunft Raumfahrenden als preisgünstiges kosmisches Heim dienen. Sie lassen sich zusammengefaltet ins All transportieren, wo sie zu voller Größe aufgeblasen werden. Gemeinsam mit Blue Origin, der Raumfahrtfirma von Amazon-Gründer Jeff Bezos, will Sierra Space 2027 eine kommerzielle Raumstation im niedrigen Erdorbit in Betrieb nehmen. "Orbital Reef" soll Forschende, Firmen und Weltraumtouristen beherbergen und als logistischer Knotenpunkt im All dienen. KW 04

X-59, das Überschallflugzeug von Nasa und Lockheed Martin

Ein Mini-Gehirn, gezüchtet aus Stammzellen eines Fötus. Die Organoide, die im Prinzessin-Máxima-Centrum für pädiatrische Onkologie in Utrecht gedeihen, werden nicht größer als ein Reiskorn. Sie sollen Forschenden Auskunft darüber geben, wie sich das kindliche Denkorgan im Mutterleib entwickelt, wie Erkrankungen entstehen und sich bekämpfen lassen. Organoide werden im Labor gezüchtet. Die rudimentären Miniaturversionen realer Organe erwachsen aus Zellen, deren Entwicklung mit Hilfe chemischer Signale gelenkt wird. Die Organoide entwickeln in Eigenregie eine dreidimensionale Struktur und besitzen viele Merkmale ihrer Vorbilder – in diesem Fall verschiedene Arten von Nervenzellen (violett bis gelb eingefärbt nach räumlicher Tiefe), die sich aus Stammzellen (grau) gebildet haben und in eine Matrix aus Proteinen eingebettet sind. Diese Ähnlichkeit macht sie zu idealen Forschungsobjekten. Das Besondere an den Utrechter Minihirnen ist, dass sie erstmals aus Hirngewebe menschlicher Föten gezogen wurden; die Spenden stammen von Frauen, die ihre Schwangerschaft zwischen der zehnten und fünfzehnten Woche abbrechen ließen. Die Forschenden vereinzelten die Zellen nicht wie üblich, sondern nutzten kleine Gewebestückchen als Keime. In den daraus entstehenden Organoiden ließen sie unter anderem künstliches Tumorgewebe wachsen und behandelten es anschließend mit Krebsmedikamenten. KW 02

Mithilfe von Bohrkernen. Zwar erscheint der Eispanzer Grönlands an seiner Oberfläche massiv und starr, tatsächlich aber ist er – zum Teil stark – in Bewegung. Dafür sorgen Eisströme, ähnlich wie Gletscher in den Bergen. In der Tiefe ist das Eis dagegen an vielen Stellen seit Urzeiten unverändert. Dorthin möchte das von der Universität Kopenhagen geleitete East Greenland Ice-core Project (EastGRIP) vorstoßen. Im Osten der Insel betreiben die Forschenden eine Station mit einem riesigen Kernbohrer, der Proben aus sämtlichen Schichten der Eisdecke zutage fördert, um so gewissermaßen eine Archivaufnahme der Strömungsverhältnisse zu erstellen. Diese zylinderförmigen Blöcke stammen aus einer Tiefe von 2300 bis 2400 Metern, ihr Alter beträgt etwa 65 000 Jahre. KW 1

Rote Kobolde, auch Sprites genannt, fotografiert in Tibet

Krater auf dem Jupitermond Ion

NeRmo, der Maus-Roboter

Die Zellen eines menschlichen Embryos

Nach Neutrinos. Was anmutet wie goldglänzende Christbaumkugeln, sind in Wirklichkeit Photodetektoren: Bauteile des EOS-Detektors, der gerade an der University of California Berkeley entsteht. Ab dem kommendem Jahr werden sie auf schwache Lichtblitze lauern, die in einem Tank im Herzen des Detektors aufleuchten und so die Gegenwart von Neutrinos anzeigen sollen. Die superleichten Teilchen entstehen bei Kernreaktionen, etwa in Atomkraftwerken oder im Innern der Sonne. Milliarden von ihnen durchströmen jede Sekunde unbemerkt unseren Körper. Physiker*innen können die Geisterteilchen nur vermessen, indem sie deren Wechselwirkung mit anderen Partikeln auswerten. EOS tut das erstmals mithilfe zweier Techniken, die unterschiedliche Arten von Strahlung messen. Gemeinsam sollen sie unser Bild vom verborgenen Treiben der Neutrinos schärfen. KW 48 Bildlizenz: CC BY 4.0

Ein Hoden von Drosophila melanogaster unter dem Mikroskop

Venusfliegenfalle mit Chip, der elektronische Ladung misst

Baumwanzen aus der Gruppe der Pentatomoidea

Computersimulation der Muskelzellen, die menschliche Herzwände bilden

Neu entdeckter Tintenfisch Kodama jujutsu

Aus Gasen. Die Nebel in der Großen Magellanschen Wolke, einer Nachbargalaxie der Milchstraße, erinnern an Korallen. Deswegen trägt die Aufnahme des Weltraumteleskops "Hubble" den Spitznamen "Cosmic Reef". Der rötliche Nebel NGC 2014 ist eine Geburtsstätte neuer Sterne. Die Exemplare, die in seinem Zentrum funkeln, sind zehn- bis zwanzigmal massereicher als die Sonne. Mit ihrer ultravioletten Strahlung erhitzen sie das umgebende Gas. Doch sie sind mickrig verglichen mit dem Giganten, der den blauen Nebel unten links schuf. Er leuchtet 200.000-mal heller als die Sonne. Bei Eruptionen stieß er Material aus seiner äußeren Hülle ab. Das fortgeschleuderte Gas umgibt ihn nun wie ein kosmischer Rauchring. KW 42

Mikroskopaufnahme genetisch veränderter Nierenzellen eines Schweins

27. Februar 2021,00:15

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