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Faszinierende Scheiben-Vielfalt im Blick

So detailliert wie nie zuvor haben Astronomen Staubscheiben abgebildet, die junge Sterne in unserer kosmischen Nachbarschaft umgeben. Die Aufnahmen dokumentieren, wie erstaunlich vielfältig die Größen, Formen und Strukturen dieser Gebilde sind. Mitverantwortlich für die Merkmale sind wahrscheinlich auch Planeten, die sich in den Scheiben bilden. Die Daten können nun helfen, die Prozesse in den kosmischen Kinderstuben besser zu verstehen, sagen die Forscher.

Den scharfen Blick hat das sogenannte SPHERE-Instrument am Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile ermöglicht. Mit ihm haben die Astronomen der ETH Zürich und des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg Sterne ins Visier genommen, die zwischen 230 und 550 Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Trotz dieser enorm wirkenden Entfernungen handelt es sich um unsere kosmische Nachbarschaft. Die Dimensionen unserer Milchstraße verdeutlichen dies: Sie hat einen Durchmesser von rund 100.000 Lichtjahren.

Eine astronomische „Sonnenbrille“ gegen den Blendeffekt

Doch auch aus dieser vergleichsweise geringen Entfernung ist der Blick auf die eher schwach erleuchteten Scheiben schwierig, denn diese Gebilde werden durch das gleißend helle Licht ihrer Sterne überstrahlt. Genau dies kann das SPHERE-Instrument abmildern: Wie eine Art astronomische Sonnenbrille unterdrückt es den Blendeffekt und ermöglicht dadurch einen Blick auf die Scheiben.

Die Aufmerksamkeit der Astronomen richtete sich im Rahmen der Studie auf acht sogenannte T-Tauri-Sterne. Es handelt sich dabei um kosmische Jugendliche – sie sind weniger als zehn Millionen Jahre alt. Die Scheiben um diese Sterne enthalten Gas, Staub und Planetesimale – Bausteine, aus denen mit der Zeit Planetensysteme entstehen können. Die neuen Bilder vermitteln somit auch einen Eindruck davon, wie unser eigenes Sonnensystem in der Anfangsphase seiner Entwicklung vor mehr als vier Milliarden Jahren einmal ausgesehen haben könnte.

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Interessante Unterschiede dokumentiert

Wie sich zeigte, sind die Merkmale der Staubscheiben um T-Tauri-Sterne höchst unterschiedlich. „Wir konnten nicht nur alle acht Scheiben deutlich erkennen, sondern auch überrascht feststellen, wie unterschiedlich alle aussahen“, sagt Co-Autor Henning Avenhaus von der ETH Zürich. So auch bezüglich ihrer Größe: Während einige Scheiben nur einen Radius von 80 Astronomischen Einheiten (AE – die Entfernung Sonne-Erde) aufweisen, erstrecken sich andere über erstaunliche 700 AE.

Wie die Astronomen außerdem zeigen konnten, weisen einige der Scheiben helle Ringe auf, andere eher dunkle, und bei wieder anderen sind mehrere Strukturen übereinander gestapelt wie bei einem Sandwich. Keines der bisher beobachteten Gebilde zeigte allerdings spiralförmige Strukturen, wie sie von anderen bereits untersuchten Scheiben um Sterne bekannt sind. Die Astronomen wollen nun herausfinden, was es mit diesem Unterschied auf sich hat und was er für die Planetenbildung um verschiedene Arten von Sternen bedeutet.

In diesem Zusammenhang freuen sie sich über die wachsende Leistungsfähigkeit der modernen „astronomischen Augen“: Sie erhoffen sich vom SPHERE-Instrument sowie vom Radioteleskop ALMA in Chile nun immer mehr spannende Daten. „Es gibt jetzt deutlich mehr Planeten-Geburtsstätten, die wir mit hoher Auflösung studieren können. Dies wird uns langfristig einen wichtigen Überblick über die Planetenbildung ermöglichen“, sagt Co-Autor Sascha Quanz von der ETH Zürich.

Quellen: ESO, ETH Zürich, Fachartikel: https://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1811/eso1811a.pdf

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Me|di|en|un|ter|neh|mer  〈m. 3〉 Eigentümer eines Medienunternehmens

Rei|gen|tanz  〈m. 1u; Mus.〉 = Reigen

Gleich zwei fantastische Dino-Fossilien sorgten diese Woche für Aufsehen: Am Montag ein Mini-Tyrannosaurier, am Donnerstag dann ein enger Verwandter von Yi qi, der “Dino-Bat out of hell“. (Achtung, der Ausruck “Dino-Bat” ist anscheinend von mir, jedenfalls habe ich ihn sonst nirgends gefunden…)

Der neue Taschen-T.rex heißt Suskityrannus hazelae. “Suski” ist das Zuni-Wort für Koyote, “tyrannus” ist wohl selbsterklärend, und “hazelae” ist der Vorname von Hazel Wolfe, die sich um die Fundstelle verdient gemacht hat. Das Fossil von Suskityrannus ist tatsächlich schon recht alt, es wurde bereits Ende der 90er Jahre gefunden und damals als Dromaeosaurier eingestuft (also ein enger Verwandter von Velociraptor, Deinonychus et al.), aber nicht detailliert beschrieben, das ist erst jetzt passiert. Hier ein schönes Skelettbild von Wikipedia:

Zuni Tyrannosaur.jpg
By ★Kumiko★ from Tokyo, Japan – Zuni Tyrannosaur, CC BY-SA 2.0, Link

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Suskityrannus lebte vor 92 Millionen Jahren, also weit vor T. rex (68-66 Mio. Jahre). Das Tier war zum Todeszeitpuntk noch nicht ausgewachsen, wie man an der Knochenstruktur sehen kann, aber eine Analyse der Knochenstruktur zeigt, dass es vermutlich nicht sehr viel größer werden würde und nicht wie T. rex im Alter von etwa 10 Jahren einen gigantischen Wachstsumsschub bekommen würde.

Tyrannosaurus und seine Verwandten sind natürlich zunächst mal einfach deshalb interessant, weil T. rex der Dinosaurier schlechthin ist – deswegen muss ja auch jeder Zeitungsartikel zum Thema Dinos irgendwie “T. rex” im Titel haben, egal um welche Dinos es geht. Aber evolutionär sind Tyrannosaurier auch ziemlich interessant: Sie sind ja eng verwandt mit anderen sogenannten “Coelurosauriern”, also eher kleinen und grazilen Raubsauriern, wie beispielsweise auch Velociraptor. Die Gruppe der Tyrannosaurier gab es schon in der Jurazeit, aber sie warten eben sehr lange zeit klein und wurden dann erst in der Mitte und zum Ende der Kreidezeit hin zu den beliebten Riesen-Raubsauriern wie Gorgosaurus, Daspletosaurus und Tyrannosaurus. Es ist also durchaus interessant zu sehen, wie genau der Wechsel von den kleinen Mini-Tyrannen zu den späteren Riesen eigentlich passiert. Und in diese Lücke passt Suskityrannus

Suskityrannus selbst ist noch eher klein – eben ungefähr so groß wie ein Koyote (aber natürlich wesentlich interessanter als so ein langweiliges Säugetier – pffft). Er hatte aber schon einige Merkmale entwickelt, die man auch bei den späteren Tyrannosauridae (um mal einen fachausdruck zu verwenden, statt immer plakativ von “Riesen” zu schreiben) finden konnte. Dazu gehört beispielsweise die spezielle Struktur der Mittelfußknochen. Beim T. rex waren der mittlere der drei Mittelfußknochen zwischen den beiden äußeren sozusagen “eingeklemmt”. Das Bild hier zeigt links den Fuß eines T. rex im Vergleich mit einem Allosaurus-Fuß rechts.

T. rex versus A. atrox feet.JPG
By Ballista & James St. JohnFile:T. rex right hind foot (lat).JPG & File:Allosaurus atrox Cleveland-Lloyd Quarry.jpg, CC BY-SA 2.0, Link

Ihr könnt deutlich sehen, dass der mittlere der drei Knochen beim T. rex zusammengedrückt erscheint. Man geht davon aus, dass beim Laufen die Hauptlast auf dem mittleren (dritten) Zeh liegt, und der zusammengpresste Mittelfußknochen könnte dann zwischen den anderen quasi als “Schockabsorber” eingeklemmt gewesen sein, um die Kräfte gleichmäßiger zu verteilen (da muss man sich natürlich stabilisierende Bänder usw. dazudenken, die man an den Knochen nicht sieht). Diese Struktur findet man bei vielen Coelurosauriern, sie hat sich aber vermutlich mehrfach entwickelt. Bei den Tyrannosauriern hat jedenfalls Suskityrannus auch einen solchen Mittelfußknochen, während frühere Formen wie Dilong so etwas nicht hatten

Eine andere Eigenschaft der großen Tyrannos, die man auch bei Syskityrannus findet, ist die Schnauzenform. Die ist Beim T. rex ja eher u-förmig, so dass es vorne eine Reihe von nebeneinanderstehenden Zähnen gibt, mit denen der T. rex vermutlich Fleisch gut vom Knochen abknabbern konnte:

Sue TRex Skull Full Frontal.JPG
By ScottRobertAnselmoOwn work, CC BY-SA 3.0, Link

Auch diese Form findet sich schon bei Suskityrannus. Wenn man annimmt, dass Entwicklungen wie der besondere Mittelfußknochen es den Tyrannosauriern leichter machten, groß zu werden, dann zeigt Suskityrannus also, dass zumindest einige dieser Strukturen evolutionär schon vorhanden waren, bevor die Größenzunahme anfing.

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