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Seit einem halben Jahrhundert beobachten Astronomen und Physiker Pulsare, das sind schnell rotierende Neutronensterne, und fragen sich: Wie kann ein Körper mit nur 10 bis 20 Kilometer Durchmesser so viel Masse enthalten wie unsere Sonne? Wie ordnen sich die Bausteine der Materie an, um eine derart unvorstellbare Dichte zu ermöglichen? Mit Hilfe von Experimenten im Labor lassen sich diese Fragen nicht beantworten. Doch ein spezielles Röntgenteleskop, das Anfang Juni 2017 an Bord einer Dragon-Kapsel des Unternehmens SpaceX zur Internationalen Raumstation ISS gebracht wurde, könnte endlich Antworten liefern. Der »Neutron Star Interior Composition Explorer«, kurz NICER, soll den Astronomen erstmals einen Blick in die Herzen dieser geheimnisvollen Objekte ermöglichen.

Als eine Art kosmischer Leuchtturm schießen die Pulsare gebündelte Strahlen durchs All – ebendiese Eigenschaft führte im Jahr 1967 zu ihrer Entdeckung. Ein Neutronenstern ist der kollabierte Überrest eines explodierten Sterns. Das Verhalten der Materie in seinem dichten Kern könnte Erkenntnisse liefern über die fundamentalen Wechselwirkungskräfte von Elementarteilchen und über Schwarze Löcher sowie andere kosmische Objekte.

Laden... © Nature, nach: NASA Goddard SVS; Gibney, E.: Neutron stars to open their heavy hearts. Nature 546, 2017; dt. Bearbeitung: Spektrum der Wissenschaft (Ausschnitt) Im Inneren eines Neutronensterns

»Die Mission ist ein gewaltiger Schritt dahingehend, die Eigenschaften der dichtesten Materie im Kosmos zu verstehen«, sagt Tetsuo Hatsuda, theoretischer Physiker am japanischen Forschungszentrum RIKEN. »Seit der Entdeckung der Pulsare zählt der Zustand der Materie bei der im Kern eines Neutronensterns herrschenden extrem hohen Dichte zu den ungelösten Problemen sowohl der Kernphysik als auch der Astrophysik.«

»Mit NICER können wir erstmals eine ungefähre Vorstellung davon bekommen, wie Neutronensterne im Inneren aussehen«, hofft Nathalie Degenaar, Astrophysikerin an der Universität Amsterdam. Auf der Internationalen Raumstation soll das waschmaschinengroße Instrument Röntgenstrahlen von Hotspots an den magnetischen Polen der Neutronensterne empfangen. Daraus wollen die Forscher schließlich die Größe der Sterne berechnen.