Revolution: Gravitationswellenmessung
Im Februar gaben Physiker der internationalen Forschungskollaboration Ligo die erste Messung von Gravitationswellen bekannt. Im Juni wurde dann prompt die zweite Messung präsentiert. Diese direkten Nachweise von Störungen in der Struktur von Raum und Zeit bestätigen die Vorhersage von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und sind nicht weniger als ein Meilenstein in der Geschichte der Astronomie: Denn fast alle Informationen, die wir bisher über den Kosmos haben, stammen von elektromagnetischen Wellen. Gravitationswellen könnten uns künftig einen neuen Blick ins Universum eröffnen. So stammen die erstmals gemessenen Gravitationswellen von der Kollision Schwarzer Löcher. Noch nie zuvor konnte ein derart gewaltiges Ereignis beobachtet werden – man wusste noch nicht einmal sicher, ob und wie es vor sich geht. Das lässt Astronomen hoffen, dass in Zukunft Gravitationswellenteleskope neue Erkenntnisse zum Ursprung des Universums liefern und bislang rätselhafte Phänomene wie Dunkle Energie und Dunkle Materie erforschbar machen könnten.
Methusalem: Ältestes Wirbeltier
Über den Grönlandhai (Somniosus microcephalus) ist noch vieles unbekannt. Dass er recht alt wird, war aber klar. Der im Nordatlantik und im Arktischen Ozean heimische Hai wächst nämlich sehr langsam, bringt es aber auf eine imposante Körperlänge von vier bis fünf Metern. Doch eine konventionelle Altersbestimmung scheiterte bei diesem Knorpelfisch am Mangel an verkalktem Gewebe. Dänische Forscher analysierten deshalb bei 28 weiblichen Grönlandhaien Proteine der Augenlinsen, die schon im Mutterleib entstehen. Das im August präsentierte Ergebnis: Die untersuchten Tiere waren im Durchschnitt 272 Jahre alt, das größte Exemplar kam laut der Messung auf etwa 392 Jahre – bei einer Messunsicherheit von 120 Jahren. Die Forscher schließen daraus, dass Grönlandhaie an die 400 Jahre alt werden können und damit die Rekordhalter unter den Wirbeltieren sind. Dementsprechend lang müssen sich die Tiere auch gedulden, bis sie die Geschlechtsreife erlangen, so die Wissenschafter: Grönlandhaie dürften ab einem Alter von ungefähr 150 Jahren fortpflanzungsfähig sein.
Wie viele Planeten beherbergt das Sonnensystem? Neun lautete die Antwort ein Dreivierteljahrhundert lang, bis im Jahr 2006 der 1930 entdeckte Pluto zum Zwergplaneten herabgestuft wurde. Acht also. Forscher spekulieren aber schon länger, ob es nicht noch einen weiteren und damit neuerlich einen neunten Planeten geben könnte. Zu Beginn des Jahres ließen US-Forscher mit den bisher deutlichsten Hinweisen aufhorchen, dass ein solcher Planet in den äußeren Bereichen des Sonnensystems bisher unerkannt seine Bahnen ziehen könnte. Ein wirklicher Beweis steht zwar noch aus, aber einiges spricht dafür: Die Orbits mehrerer in den vergangenen Jahren entdeckter Objekte jenseits der Pluto-Bahn scheinen von mindestens einem unbekannten größeren Himmelskörper beeinflusst zu werden. Forscher des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena kamen im Jänner in mathematischen Modellierungen zum Schluss, dass der mögliche Planet neun etwa zehn Erdmassen aufweisen müsse. Seither wurden weitere Objekte entdeckt, deren Bahnen diese Theorie stützen.
Bakterien: Uralte Lebensspuren
Wann genau entstand das Leben auf der Erde? Ob diese Frage jemals abschließend geklärt werden kann, ist fraglich. Theorien gehen von einem Ursprung vor etwa vier Milliarden Jahren aus, die ältesten bekannten Relikte von Leben sind 3,5 Milliarden Jahre alt. Im September gaben australische Forscher einen neuen Fund bekannt: Sie hatten in Gestein aus dem Westen Grönlands ein wahrscheinlich um ganze 220 Millionen Jahre älteres Fossil entdeckt. Es dürfte sich dabei um 3,7 Milliarden Jahre alte Stromatolithen handeln, also biogene Sedimentstrukturen, die von Bakterien produziert wurden. Chemische und geophysikalische Analysen stützen die Annahme, dass die Strukturen in dem Gestein, das infolge des Klimawandels in den einst eisbedeckten Isua-Felsformationen zutage getreten ist, tatsächlich biologischen Ursprungs sind und von frühen Mikroben stammen. Wenn man die unwirtlichen Bedingungen der Erde zu dieser Zeit bedenkt, erscheint plötzlich auch der junge Mars als vielversprechender Kandidat für urzeitliches Leben, kommentierten Forscher der Nasa den Fund.
Extrasolar: Wachsende Planetenvielfalt
Die Zahl der bekannten Exoplaneten steigt dermaßen rasant, dass man kaum noch mitkommt: An die 3500 solcher planetenartiger Himmelskörper außerhalb des Sonnensystems wurden bisher bestätigt. Hinzu kommen tausende mögliche Kandidaten – und es werden ständig mehr. Im Mai 2016 präsentierten Forscher der Nasa auf einen Schlag gleich 1284 neue Exoplaneten, die mit dem Weltraumteleskop Kepler erspäht werden konnten. Die Zahl derer, die sich in der habitablen Zone um ihre Sterne befinden, in der Wasser theoretisch flüssig sein könnte, ist freilich gering. Im August kam eine besonders spannende Entdeckung dazu: Proxima Centauri b ist der bisher erdnächste bekannte Exoplanet. Er umkreist unseren Nachbarstern Proxima Centauri "nur" 4,2 Lichtjahre von uns entfernt und befindet sich in dessen habitabler Zone. Auch wenn einiges dagegen spricht, dass er Leben beherbergt, gibt die bloße Existenz dieses Exoplaneten Hoffnung: Sein Stern entspricht dem häufigsten Sternentyp in unserer Galaxie, es könnte also noch viele weitere Welten in unserer Nachbarschaft geben.
Zellkerntransfer: Kinder mit drei Eltern
Mama, Mama, Papa: So gestaltet sich, genetisch gesehen, die Familiensituation des kleinen Abrahim Hassan. Im September wurde der damals fünf Monate alte Bub der Weltöffentlichkeit als erstes "Drei-Eltern-Baby" präsentiert. Sein Erbgut stammt zu Teilen von der Frau, die ihn geboren hat, von einer Eizellspenderin sowie von seinem Vater. Möglich ist das durch eine neue Methode der künstlichen Befruchtung, bei der der noch unbefruchtete Zellkern der mütterlichen Eizelle mittels eines sogenannten Spindeltransfers in die Eizelle einer Spenderin implantiert wird. Die Frau, die das Kind zur Welt brachte, leidet an der seltenen Erbkrankheit Leigh-Syndrom. Um eine Weitergabe der Krankheit an das Kind zu verhindern, entschied sie sich mit ihrem Mann für das bei Menschen noch nie zuvor angewandte Verfahren. Offenbar hat es funktioniert, der Bub ist gesund. Die Methode ist aber nicht unumstritten, die Vorgangsweise der Wissenschafter, die den Eingriff in Mexiko vornahmen, wo eine rechtliche Grauzone herrscht, wurde als intransparent kritisiert. Klare Rechtssicherheit für solche Eingriffe gibt seit Mitte Dezember in Großbritannien: Nach dem Parlament gab auch die zuständige Behörde Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA) den Weg für die Anwendung frei.
Homo sapiens: Menschliche Wanderwege
Vor rund 200.000 Jahren entwickelte sich der moderne Mensch in Afrika – und dann? Wie und auf welchen Wegen Homo sapiens die Welt eroberte, ist nach wie vor Gegenstand wissenschaftlicher Kontroversen. Im September legten drei internationale Genetikerteams umfangreiche Studien vor, die neue Einblicke in die Wanderungsbewegungen unserer Vorfahren geben. Auch wenn sich aus den neuen Ergebnissen noch immer kein einheitliches Bild ergibt, lichtet sich stellenweise der Nebel: So spricht vieles dafür, dass sich die Gruppe, auf die alle heute lebenden Menschen zurückzuführen sind, bereits vor 200.000 Jahren in Afrika aufgespalten hat. Ein Teil verließ demnach den afrikanischen Kontinent und teilte sich dann in eine ost- und eine westeurasische Gruppe. Es kann aber weiterhin nicht ausgeschlossen werden, dass es zu mehreren Auswanderungswellen kam – Hinweise darauf fanden sich im Erbgut von Menschen aus Papua Neuguinea. Für ihre Studien sequenzierten die Forscher Genome von insgesamt 787 Personen aus mehr als 280 unterschiedlichen Populationen.
Dass auch Affen Irrtümer anderer Individuen erkennen können, zeigten Forscher im Oktober des Jahres im Fachblatt "Science". Bisher waren Forscher davon ausgegangen, dass nur Menschen diese Fähigkeit besitzen. In Experimenten mit Schimpansen, Bonobos und Orang-Utans zeigte sich, dass die Tiere offenbar auch die Perspektive anderer einnehmen konnten. Die Forscher schlossen daraus eine Fähigkeit zum Verständnis, dass nicht die Realität sondern bestimmte subjektive Annahmen für die Handlungen anderer entscheidend sind.
Gleich zwei Abstürze hat die Europäische Weltraumorganisation Esa 2016 zu verbuchen. Einer war geplant und markierte das kometenhafte Ende einer Erfolgsgeschichte: Am 30. September stürzte die Raumsonde Rosetta wie vorgesehen auf die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko, dem ihre zwölfeinhalbjährige Reise gewidmet war. 2004 gestartet, hatte Rosetta den Kometen 2014 erreicht, es folgte der wohl spektakulärste Teil der Mission: Der Miniroboter Philae landete auf dem Kometen. Die Sonde selbst umkreiste Tschurjumow-Gerassimenko und sammelte eine Vielzahl von Daten, die Forscher noch lange beschäftigen werden. Der zweite Crash war unbeabsichtigt: Er ereignete sich am 19. Oktober, als das Testmodul der Mission ExoMars beim Landeanflug auf den Mars aus mehreren Kilometern Höhe abstürzte (im Bild: Absturzstelle auf einer Aufnahme des Mars Reconnaissance Orbiter der Nasa). Der Schiaparelli genannte Roboter wurde beim Aufprall auf die Marsoberfläche vollkommen zerstört. Immerhin wurde während des Unglücks die Raumsonde Trace Gas Orbiter erfolgreich in eine Marsumlaufbahn gebracht und nahm die Forschungsarbeit auf. Trotz des Rückschlags will man es 2020 wieder mit einer Marslandung versuchen: Der Esa-Ministerrat gab Anfang Dezember grünes Licht für die Fortsetzung der Mission. (David Rennert, 30. 12. 2016)