Wissen & Technik Wie hoch kann ich auf welchen Himmelskörpern springen?

10:50  11 oktober  2019
10:50  11 oktober  2019 Quelle:   weltderwunder.de

Tierischer Schleudersitz: Maden springen auch ohne Beine

Tierischer Schleudersitz: Maden springen auch ohne Beine Kleine Mückenlarven können sich bis zu zwölf Zentimeter durch die Luft katapultieren. Den Mechanismus dahinter haben Forscher jetzt aufgedeckt. © Foto: Journal of Experimental Biology/dpa Maden können einer neuen Studie zufolge mit einer komplizierten Methode springen. Obwohl sie keine Beine haben, können manche Maden einer Studie zufolge mit einer komplizierten Methode weit springen. Drei Jahre lang beobachteten US-Forscher kleine Mückenlarven der Gruppe Asphondylia mit speziellen Kameras und Mikroskopen. Nun schildern sie ihre Beobachtungen im Fachblatt "Journal of Experimental Biology".

Ein Astronaut kann somit auf dem Mond viel höher springen . Es gibt aber auch Planeten, wo selbst Top-Athleten nicht den Boden verlassen könnten . 60 Zentimeter kann im Durchschnitt ein Erdbewohner springen , ohne spezielle Sprungtechniken anzuwenden.

Tierischer Schleudersitz: Maden springen auch ohne Beine. Kleine Mückenlarven können sich bis zu zwölf Zentimeter durch die Luft katapultieren. Den Mechanismus dahinter haben Forscher jetzt aufgedeckt.

  Forscher haben das Rätsel um die stärksten Magnetfelder des Universums gelöst © Bereitgestellt von Business Insider Inc

Magnetare sind extrem dichte und sehr schnell um die eigene Achse rotierende Neutronensterne, die ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld besitzen. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Neutronensternen und Schwarzen Löchern entstehen sie nur manchmal nach einer Supernova. Forscher haben nun herausgefunden, dass Magnetare das Ergebnis explodierter Magnetsterne sein könnten, die wiederum durch die Verschmelzung zweier Sterne entstanden sind. 

Magnetare sind die wohl gefährlichste Kraft im Universum. Sie sind extrem dicht gepackte, rasend schnell rotierende Neutronensterne, die außergewöhnlich starke Magnetfelder besitzen und permanent Strahlungskegel in den Raum schießen. Während der Geburt eines solchen Neutronensterns wird die Materie massiv zusammengedrückt und das Magnetfeld wird stark komprimiert. Eine Art Dynamoeffekt kurz nach dem Kollaps kann den Effekt noch weiter verstärken.

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Solche Neutronensterne erreichen eine Magnetkraft, die sich mit 100 Milliarden handelsüblichen Stabmagneten vergleichen lässt. Ein Magnetar, etwa so weit entfernt wie der Mond, könnte hier auf der Erde sämtliche Daten unserer Kreditkarten löschen. Für Raumschiffe beispielsweise könnten Magnetare deshalb zu einer ernsthaften Bedrohung werden.

Magnetfelder könnten durch die Verschmelzung von zwei Sternen entstehen

Beim spektakulären Tod eines Sterns, einer Supernova, entstehen normalerweise gewöhnliche Neutronensterne oder Schwarze Löcher. Nur in sehr seltenen Fällen bleiben Magnetare zurück – und Wissenschaftler wussten lange Zeit nicht, warum. Ein deutsch-britisches Team von Astronomen glaubt nun, die Lösung für das Rätsel um die mysteriösen Magnetare gefunden zu haben.

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Das Universum ist durchzogen von Magnetfeldern. Unsere Sonne etwa besitzt eine Hülle, in der energietransportierende Ströme permanent magnetische Felder erzeugen. „Obwohl massereiche Sterne keine solche Hülle besitzen, beobachten wir trotzdem bei rund zehn Prozent von ihnen an der Oberfläche ein starkes, großskaliges Magnetfeld“, sagt der Hauptautor der Studie, Fabian Schneider, vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, in einem Statement.

Solche Felder wurden bereits in den 1940ern entdeckt, doch ihr Ursprung konnte bisher nie vollständig geklärt werden. Dennoch vermuten Wissenschaftler schon länger, dass starke Magnetfelder durch die Verschmelzung von zwei Sternen entstehen könnten. Die starken Verwirbelungen des Sternenplasmas bei diesem Prozess könnten theoretisch massive Magnetfelder erzeugen. 

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Forscher simulierten die Geburt eines Magnetsterns durch die Verschmelzung zweier Sterne

„Bis jetzt waren wir jedoch nicht in der Lage, diese Hypothese zu testen, weil es uns an den dafür nötigen Computertools fehlte“, sagt Sebastian Ohlmann vom Max-Planck-Rechenzentrum und Mitautor der in „Nature“ publizierten Studie. Doch das hat sich geändert: Das Forscherteam hat eine spezielle Software entwickelt, mit der sich die komplexen Prozesse beim Verschmelzen zweier massereicher Sterne dreidimensional simulieren lassen. Das schließt auch die Magnetfelder der Sterne mit ein.

So gelang es dem Team erstmals, den Ursprung von Magnetsternen zu ermitteln – und damit womöglich auch die Entstehung von Magnetaren zu erklären. In ihrer Simulation ließen die Wissenschaftler zwei Sterne von acht und neun Sonnenmassen aufeinanderprallen und verschmelzen. Sie stellten damit ein Szenario nach, das den Magnetstern Tau Scorpii erschaffen haben könnte. Dabei handelt es sich um einen magnetischen Stern, der sich 500 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Skorpion befindet. Forscher hatten 2016 herausgefunden, dass er das Ergebnis einer Verschmelzung zweier Sterne ist und durch diesen Prozess sein äußerst starkes Magnetfeld erhalten hat. 

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Die Astronomen stellten fest, dass bereits starke Magnetkräfte entstehen, wenn die äußeren Hüllen zweier Sterne miteinander verschmelzen. „Wenn dann die Kerne der beiden Sterne verschmelzen, bilden sich Wirbel an der Kontaktfläche der beiden Sternenkerne, die zusätzlich zur Verstärkung der Magnetfelder beitragen“, so das Team.

Extrem massereiche Magnetsterne könnten nach ihrer Explosion Magnetare bilden

Als Ergebnis ihrer Simulation erhielten sie einen Stern von etwa 17 Sonnenmassen, der einen gigantischen magnetischen Fluss erzeugte. Den Studienautoren zufolge bestätige dies, dass die massereichen Magnetsterne durch zwei miteinander verschmolzene Vorläufersterne entstehen können. Daraus ließe sich auch ableiten, wie die mysteriösen Magnetare entstehen. Die Astronomen gehen nämlich davon aus, dass genau diese Sterne bei Explosionen in Supernovae Magnetare bilden können. Dieses Schicksal dürfte auch Tau Scorpii ereilen, wenn der magnetische Stern am Ende seines Lebens explodiert.

Das Magnetfeld, das sich bei diesem Prozess bildet, wäre der Computersimulation nach ausreichend, um die außergewöhnlich starken magnetischen Felder von Magnetaren zu erklären. „Magnetare besitzen vermutlich die stärksten Magnetfelder im gesamten Universum – bis zu einhundert Millionen Mal stärker als das stärkste Magnetfeld, das jemals von Menschen erzeugt wurde“, so die Forscher.

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