Mit Druck wie von 2000 Elefanten - Planetenforschung am European XFEL

Wie sind entfernte Planeten außerhalb unseres Sonnensystems
beschaffen? Vor-Ort-Erkundungen wie auf dem Mars sind nicht möglich.
Am European XFEL bei Hamburg wollen Forscher die Zustände auf den
Himmelskörpern simulieren - mit Hilfe eines neuen Superlasers.

Hamburg (dpa/lno) - Mit Hilfe eines neuen Gerätes soll die
Superkamera European XFEL künftig Einblicke in die Struktur
entfernter Himmelskörper ermöglichen. Die europäische
Forschungseinrichtung in Schenefeld bei Hamburg erhielt jetzt einen
Superlaser, der in Großbritannien hergestellt wurde, wie ein
XFEL-Sprecher mitteilte. Der Hochenergielaser mit der Bezeichnung
DiPOLE 100-X werde an der Experimentierstation HED (Hohe
Energie-Dichte) eingesetzt.

Mit dem Gerät könnten Wissenschaftler ihre Proben so heftig mit
Energie beschießen, dass Temperaturen bis 10 000 Grad und ein Druck
von 10 000 Tonnen pro Quadratzentimeter entstehen. Das entspricht dem
Gewicht von 2000 Elefanten auf einer Briefmarke und ähnele den
Bedingungen im Inneren von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems,
erklärte der XFEL-Sprecher.

Als Probe nehmen die Wissenschaftler nicht echten «Sternenstaub»,
sondern chemische Elemente wie Kohlenstoff und Eisen, aus denen auch
die sogenannten Exoplaneten bestehen. Was in dem Moment geschieht,
wenn die Probe von der Laserenergie getroffen wird, soll der XFEL mit
seinen ultrakurzen Röntgenblitzen festhalten. Die Forscher bekommen
einzelne Aufnahmen oder auch eine Art Filmsequenz von dem
Versuchsablauf.

«Bisher war es technisch nicht möglich, diese faszinierenden Welten
mit Röntgenstrahlen zu untersuchen, weil wir in unserem Labor keine
so extremen Temperaturen und Drücke erzeugen konnten», sagte der
Gruppenleiter an der HED-Experimentierstation, Ulf Zastrau. Der neue
Hochenergielaser eröffne für das Hamburger Labor ein völlig neues
Feld der wissenschaftlichen Erforschung von Exoplaneten.

Allerdings muss der Superlaser erst noch aufgebaut werden, was sich
wegen der Corona-Krise verzögert. Auch der Betrieb des XFEL
(Freie-Elektronen-Laser) selbst musste vor einer Woche vorerst
eingestellt werden. Erst ab nächstem Jahr sollen Experimente mit der
neuen Technik stattfinden. An der HED-Station gibt es seit Ende 2018
bereits ein Hochleistungslasersystem vom Helmholtz-Zentrum
Dresden-Rossendorf, welches auch das leitende Institut beim
Nutzerkonsortium HIBEF ist.