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Wie unsere Erde: Exoplanet TRAPPST-1e könnte eine sekundäre Atmosphäre haben


Der Exoplanet TRAPPIST-1e hat seine primäre Atmosphäre offenbar verloren, es ist aber noch möglich, dass er – wie unsere Erde – eine sekundäre aufgebaut hat und damit tatsächlich ganz besonders erdähnlich ist. Das haben genaue Analysen mit dem Weltraumteleskop James Webb ergeben, deren Ergebnisse jetzt vorgestellt wurden. Demnach ist es jetzt unwahrscheinlich, dass der Himmelskörper eine Gashülle hat, die der dicken der Venus oder der dünnen des Mars ähnelt. Andere seien jedoch weiter möglich. Aber es kann auch nicht ausgeschlossen werden, dass es sich um einen Gesteinsplaneten ganz ohne Atmosphäre handelt. Die Wahrscheinlichkeit für beides sei in etwa gleich groß. Das unterstreicht, wie schwierig die Erforschung ist, und dürfte das Interesse an TRAPPIST-1e nur weiter erhöhen.



Vergleich der Exoplaneten von TRAPPIST-1 mit Himmelskörpern im Sonnensystem

(Bild: NASA/JPL-Caltech)

TRAPPIST-1 ist gerade einmal 40 Lichtjahre von der Erde entfernt, sein Planetensystem gehört zu den interessantesten überhaupt, weil es aus sieben Gesteinsplaneten besteht. So viele kennen wir in keinem anderen. In der habitablen Zone – wo prinzipiell flüssiges Wasser auf der Oberfläche möglich wäre – liegen TRAPPIST-1e, f und g. Weil die drei aber vergleichsweise weit von dem Stern entfernt sind, ist ihre Erforschung besonders schwierig. Leichter fällt die Untersuchung bei den inneren Planeten, bei TRAPPIST-1b und c hat sich die Hoffnung auf eine Gashülle aber bereits zerschlagen, TRAPPIST-1d hat ebenfalls keine erdähnliche Atmosphäre, nur lebensfeindliche wie jene von Venus oder Mars sind dort möglich. Mit der jetzt vorgestellten Analyse rückt der erste der interessantesten Planeten dort in den Fokus.

Wie die US-Weltraumagentur NASA zusammenfasst, wurden für die zwei Studien Daten zu insgesamt vier Transits gesammelt, also Passagen von TRAPPIST-1e vor seinem Stern. Von dessen Licht hat dann ein kleiner Teil die direkte Umgebung des Exoplaneten passiert. In dem Signal könnten sich also Spuren einer möglichen Atmosphäre verbergen. Die Analyse ist aber extrem schwierig, auch weil dafür Spuren, die auf den Stern selbst zurückgehen, von denen des Exoplaneten getrennt werden müssen. Mit einem neuartigen Vorgehen hat eine Forschungsgruppe nun jene Variationen, die bei jedem Transit aufgetaucht sind, von jenen getrennt, die sich jeweils unterschieden hätten, erklärt das Massachusetts Institute of Technology. So habe man versucht, Daten zum Planeten selbst zu bekommen.

Auch wenn das Vorgehen keinen Befund zum Aufbau einer möglichen Atmosphäre zutage gefördert hat – und nicht einmal ausschließen konnte, dass es dort möglicherweise gar keine gibt – so ist es trotzdem ein Schritt nach vorn. So habe man ausschließen können, dass es dort eine Gashülle gibt, die von Kohlenstoffdioxid dominiert wird, erklärt das Team. Eine an Stickstoff reiche Gashülle, wie im Sonnensystem etwa beim Saturnmond Titan – oder der Erde – ist weiterhin noch möglich. Auch Ozeane verschiedener Form und Größe könnte es auf TRAPPIST-1e weiterhin geben. Das Team weist aber darauf hin, dass alle Exoplaneten von TRAPPIST-1 ihrem Stern immer die gleiche Seite zeigen. Es gibt also jeweils eine Hälfte mit einem immerwährenden Tag und eine Nachtseite. Das hätte Folgen für mögliche Gewässer.



Spektraldaten von TRAPPIST-1 e, darüber gelegt einmal ein Modell mit Atmosphäre (blau) und einmal ganz ohne (braun)

(Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI))

Die jetzt in den Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Arbeiten stellen einen bedeutenden Meilenstein bei der Suche nach lebensfreundlichen Bedingungen auf anderen Welten dar, erklärt die schottische University of St Andrews. Mehr als ein Jahr lang habe man die Messdaten sorgfältig korrigiert, um die Signale des Sterns und jene des Exoplaneten zu trennen. Dass TRAPPIST-1e eine sekundäre Atmosphäre haben könnte, sei die spannendste Möglichkeit, die nach der Analyse verbleibe. Das Weltraumteleskop James Webb soll in den kommenden Jahren weitere Transits beobachten. Statt zu vier sollen am Ende Daten zu fast 20 zur Verfügung stehen, von denen sich die Forscher und Forscherinnen bessere Einblicke erhoffen.


(mho)



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Für „ungefilterte Gedanken“: „Geister-Beiträge“ auf Threads nur einen Tag online


Auf dem Kurznachrichtendienst Threads von Meta kann man jetzt Beiträge veröffentlichen, die nach 24 Stunden automatisch aus dem Netz genommen werden. Damit könne man jetzt „ungefilterte Gedanken“ publik machen, begründen die Verantwortlichen den Schritt. Die „Geister-Beiträge“ („ghost posts“) werden von einer gestrichelten Sprechblase umschlossen und damit visuell merklich von den normalen abgegrenzt. Gleichzeitig wird darunter nicht angezeigt, wie oft die Beiträge mit einem Herzen versehen wurden, das bekommt nur der Verfasser oder die Verfasserin angezeigt. Antworten auf solche Beiträge landen in dem jeweiligen Postfach und sind damit ebenfalls nicht öffentlich.

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Mit den „Geister-Beiträgen“ will Meta die User auf Threads dazu animieren, Gedanken oder Sichtweisen zu veröffentlichen, ohne sich vorher darüber Gedanken machen zu müssen, wie perfekt die sind, oder ob die auch noch in Jahren öffentlich sein sollen. Damit könne man leichter etwas Neues probieren und spontaner schreiben. Nach 24 Stunden werden die Beiträge archiviert und sind nur noch für die Person einsehbar, die sie erstellt hat. Gegenüber TechCrunch hat Meta ausgeführt, dass die Beitragsart mehr Konversationen ermöglichen soll, weil sie das Risiko verringern, dass den Verantwortlichen alte Beiträge später nicht mehr genehm sind oder sogar für Probleme sorgen.

Die Neuerung auf Threads ist jetzt nicht der erste Versuch eines sozialen Netzwerks mit einem automatischen Verfallsdatum für Beiträge. Schon Ende 2020 wollte Twitter Nutzern und Nutzerinnen mit den sogenannten „Fleets“ die Angst vor dem Veröffentlichen nehmen. Aber schon wenige Monate später wurden die nach 24 Stunden verschwindenden Tweets wegen des geringen Interesses wieder zurückgezogen. Meta hat dagegen mit verschwindenden Beiträgen auf Instagram, Facebook und WhatsApp gute Erfahrung gesammelt. Auf Threads wurde die neue Funktion jetzt zur Einführung fleißig ausprobiert, ob das Interesse daran bleibt, muss sich aber erst noch zeigen.


(mho)



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Feuerlöschroboter „Wolf“ unterstützt Feuerwehr in Hanau


Sie fahren auf Raupenketten, spritzen Wasserfontänen aus Hochdruckdüsen und trotzen der größten Hitze: Löschroboter sind eine neue Generation technischer Helfer im Brand- und Katastrophenschutz. Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction klang, gehört heute in einigen Städten schon zur Realität im Feuerwehralltag.

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Löschroboter können die Gefahren für Feuerwehrleute erheblich reduzieren, indem sie in besonders gefährlichen Bereichen eingesetzt werden. Seit gut einem Jahr hat Hanau eines dieser ferngelenkten Systeme im Einsatz. Sie hat dafür sogar eine neue Sondereinheit „Spezielle Fähigkeiten/Robotik“ gegründet, in die auch der Einsatz von Drohnen einbezogen wurde. Die Stadt war damit Vorreiter in Hessen und zieht eine positive erste Bilanz.

„Die Anschaffung des Löschroboters ‚Wolf‘ und die Gründung der Sondereinheit waren kein Selbstzweck, sondern dienen dem Schutz unserer Bevölkerung und unserer Einsatzkräfte“, sagt Hanaus Stadträtin und Feuerwehrdezernentin Isabelle Hemsley (CDU). „In diesem Jahr wurde die Einheit zu rund 30 Einsätzen alarmiert, was unsere Erwartungen übertroffen hat.“

Dies waren neben Waldbränden unter anderem Personensuchen, Großbrände und Dachstuhlbrände in Hanau und Umland. Die Einheit wurde zum Beispiel bei zwei Großfeuern in einem Entsorgungsbetrieb in Wächtersbach (Main-Kinzig-Kreis) eingesetzt. Dort war laut Hemsley auch Roboter „Wolf“ mehrfach im Einsatz. Er habe stundenlange Löscharbeiten übernommen und auch den Einsatz in einsturzgefährdeten Hallen übernommen, um die Gefährdung von Feuerwehrleuten zu senken.

Auch bei einem Brand im Hanauer Wald wurde Roboter „Wolf“ eingesetzt. Dass es nur einen Waldbrandeinsatz für den „Wolf“ gab, liege daran, dass es in diesem Jahr keine größeren derartigen Brände gegeben habe, erklärt die Feuerwehrdezernentin.

„Das System in Hanau ist der erste taktische Einsatzroboter für Feuerwehren in Deutschland gewesen“, erklärt Oliver Rasche, Robotik-Experte des Deutschen Feuerwehrverbandes (DFV). Das vielseitige System helfe beim Löschangriff, bei der Raumerkundung und könne mit zusätzlicher Ausrüstung Türen öffnen und Ventile schließen und nach Gefahrstoffen suchen. „Solche Systeme machen nicht nur den Dienstalltag der Feuerwehren deutlich sicherer, sondern bringen auch eine hohe Geschwindigkeit und Dynamik in Gefahrenlagen.“

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Der Robotik-Fachmann des Feuerwehrverbandes verwendet lieber den Begriff System. Ein Roboter könnte eigenständig handeln, was beim „Wolf“ und anderen Systemen aber nicht der Fall sei. Rasche ist auch Geschäftsführer der Firma Alpha-Robotics , die den „Magirus Wolf R1“ herstellt.

Nach Angaben des Hanauer Feuerwehrchefs Hendrik Frese funktioniert die Zusammenarbeit zwischen Roboter und Drohnen reibungslos. Diese werde mit der Inbetriebnahme des neuen Einsatzleitwagens, der zur mobilen Leitzentrale für Robotik und Drohnen werden soll, noch wirkungsvoller. „Genau in diesem Zusammenspiel sind auch die Vorteile dieser Kombination zu sehen, da der Löscherfolg mittels der Drohnen direkt überprüft wird“, erklärt Frese.

Hinzu komme die kräftesparende Arbeitsweise des Roboters, was gerade bei Waldbrandeinsätzen im Hochsommer durchaus hilfreich sei. „Der Roboter ersetzt hier nicht direkt die Kräfte der Feuerwehr, kann aber aufgrund der unabhängigen Technik zum Beispiel den Einsatz von Atemschutzgeräten und deren Trägern minimieren“, erklärt Frese.

Auch wenn Roboter „Wolf“ bereits mehrfach in der Region im Einsatz war, gibt es zum Bedauern der Hanauer Feuerwehrdezernentin „leider eine große Skepsis dieser neuen Technik gegenüber“. Entweder misstrauten andere Feuerwehren der neuen Technik oder sie scheuten mögliche Kosten. „Beides ist aus unserer Sicht unbegründet, zumal die Feuerwehr Hanau die Technik kostenneutral zur Verfügung stellt“, betont Hemsley.

Die Brüder-Grimm-Stadt hat nach Angaben der Feuerwehrdezernentin mehrere hunderttausend Euro in die neue Technologie gesteckt und sieht sich damit gut aufgestellt. „Für den weiteren Ausbau der Einheit und die Weitergabe der bereits gesammelten Erfahrungen an andere Bundesländer und Kommunen ist allerdings eine finanzielle Förderung von Bund und Land nötig“, sagt sie.

Im Rahmen eines Pilotprojektes würde die Hanauer Feuerwehr gerne eine „Robotic Task Force“ aufbauen, die verschiedene Systeme zur Erkundung, Handhabung und Brandbekämpfung überregional zur Verfügung stelle, erklärt Hemsley. Dazu könnte auch die Brandbekämpfung auf munitionsbelastetem Gebiet nach Vorbild des Landes Brandenburg gehören.

Nach Angaben des Deutschen Feuerwehrverbandes wird ein ähnliches System wie in Hanau auch von der Feuerwehr in den Landkreisen Vechta
(Niedersachsen), Bayreuth (Bayern) sowie in Röthenbach (Bayern) eingesetzt. Außerdem seien diese Systeme in Österreich, den Niederlanden und in der Ukraine im Einsatz, erklärt Rasche weiter. In Dortmund entwickle das dort ansässige Deutsche Rettungsrobotik Zentrum (DRZ) gemeinsam mit den Feuerwehren Dortmund und Werl eine Robotic Task Force, die zunehmend an Bedeutung gewinnen werde.

Dass es bei Feuerwehren Skepsis gegenüber Löschrobotern gibt, überrascht den DFV-Experten nicht: „Viele Feuerwehren sind ausgesprochen traditionsbewusst und handwerklich orientiert. Daher sind Neuerungen nicht einfach umzusetzen.“ So habe es auch lange gedauert, bis sich Drohnen bei den Feuerwehren etablierten. „Ich kann mich an Kommentare erinnern wie: „Es hat noch nie jemand ein Feuer ausgeflogen. Heute hat fast jede Feuerwehr eine eigene Drohne.“

Sicherlich können auch die Anschaffungskosten bei der Skepsis von Feuerwehren gegen ferngesteuerte Löschsysteme eine Rolle spielen, sagt er. Zwischen 35.000 und 500.000 Euro kosten die Produkte je nach Ausstattung und Leistungsfähigkeit. Die Einsatzmöglichkeiten seien aber enorm und das sollte im Sinne der Rettungskräfte im Vordergrund stehen.

Ein weiteres Problem komme hinzu: In den Feuerwehrdienstvorschriften existierten solche Systeme bislang nicht, erklärt Rasche. Und auch die Ausbildung sei ein wichtiger Faktor. An den Feuerwehrakademien werde die Nutzung solcher Elemente, wenn überhaupt, nur in Ansätzen gelehrt. „Es gibt also Handlungsbedarf auf allen Ebenen – und dieser wird inzwischen ganz allmählich auch erkannt“, sagt er.


(olb)



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Warum Quantencomputer die moderne Verschlüsselung bedrohen


Schon einmal hat Verschlüsselung Geschichte geschrieben: Vor 85 Jahren knackte die Turing-Bombe alliierter Kryptologen deutsche Geheimbotschaften – und veränderte so den Verlauf des Zweiten Weltkriegs. Heute steht die moderne Kryptografie vor einer ähnlichen Zäsur, denn Quantencomputer könnten in naher Zukunft die Verschlüsselung knacken, auf der unsere digitale Existenz beruht.

Ein herkömmlicher Supercomputer benötigt Millionen oder gar Milliarden Jahre, um RSA-2048 zu knacken, den Verschlüsselungsstandard für E-Mails, Passwörter und Kreditkarteninformationen. Ein Quantencomputer schafft das Schätzungen zufolge in gerade einmal acht Stunden.

  • Quantencomputer rechnen anders als herkömmliche Computer. Statt verschiedene Lösungen nacheinander durchzutesten, können Quantenrechner diese gleichzeitig ausprobieren.
  • Damit diese Überlagerung zu einem eindeutigen Ergebnis führt, muss für jedes Problem ein passender Quantenalgorithmus gefunden werden, der dieses mithilfe von Quantenphysik effizient löst.
  • Die heutige Verschlüsselung etwa ließe sich mit dem Shor-Algorithmus knacken, aber dafür sind Quantencomputer noch nicht leistungsfähig genug. Bis es soweit ist, könnten Schätzungen zufolge noch 15 Jahre vergehen.

Um Verschlüsselungen zu knacken, nutzen Quantencomputer statt mechanischer Walzen die sonderbaren Gesetze der Quantenphysik. Diese entziehen sich jeglicher Intuition, weshalb es nur schwer nachvollziehbar ist, warum Quantencomputer so mächtig sind. Wichtig zu verstehen ist: Quantencomputer sind nicht einfach bessere PCs. Sie eignen sich weder für Videospiele noch, um E-Mails zu sortieren, lösen aber komplexe Optimierungsprobleme in kürzester Zeit. Wie genau, zeigt ein Blick in die Quantenphysik.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Warum Quantencomputer die moderne Verschlüsselung bedrohen“.
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