Das deutsche eROSITA-Konsortium hat die Daten für seinen Anteil an der ersten vollständigen Himmelsdurchmusterung durch das weiche Röntgenteleskop an Bord des Satelliten Spectrum-RG (SRG) veröffentlicht. Mit etwa 900.000 verschiedenen Quellen hat der erste eROSITA All-Sky Survey (eRASS1) den größten jemals veröffentlichten Röntgenkatalog hervorgebracht. Die Arbeit ist veröffentlicht im Tagebuch Astronomie und Astrophysik.
Zusammen mit den Daten veröffentlichte das Konsortium eine Reihe wissenschaftlicher Arbeiten, in denen neue Ergebnisse beschrieben werden, die von Studien zur Bewohnbarkeit von Planeten bis zur Entdeckung der größten kosmischen Strukturen reichen.
Basierend auf den Beobachtungen der ersten sechs Monate hat eROSITA bereits mehr Quellen entdeckt, als bisher in der 60-jährigen Geschichte der Röntgenastronomie bekannt waren. Die Daten stehen nun der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft zur Verfügung und werden unser Wissen über das Universum bei hohen Energien revolutionieren.
Die eRASS1-Beobachtungen mit dem eROSITA-Teleskop wurden vom 12. Dezember 2019 bis 11. Juni 2020 durchgeführt. Im empfindlichsten Energiebereich der eROSITA-Detektoren (0,2–2 keV) detektierte das Teleskop 170 Millionen Röntgenphotonen, für die die Kameras kann die eingehende Energie und Ankunftszeit genau messen.
In dieser Animation können Sie den Röntgenhimmel aus der Sicht von eROSITA genießen. Die Röntgenbänder wurden entsprechend ihrer Energie farblich gekennzeichnet (rot für 0,3–0,6 keV, grün für 0,6–1 keV, blau für 1–2,3 keV) und eine Reihe prominenter Quellen hervorgehoben. Bildnachweis: MPE, J. Sanders für das eROSITA-Konsortium
Der Katalog wurde dann – nach sorgfältiger Verarbeitung und Kalibrierung – erstellt, indem Photonenkonzentrationen am Himmel vor einem hellen, großflächigen, diffusen Hintergrund erfasst wurden. Nach eRASS1 hat eROSITA den Himmel weiter gescannt und mehrere zusätzliche Himmelsdurchmusterungen durchgeführt. Diese Daten werden in den kommenden Jahren auch der Welt zugänglich gemacht.
Der eRASS1-Katalog deckt die Hälfte des Röntgenhimmels ab, den Datenanteil des deutschen eROSITA-Konsortiums. Es besteht aus mehr als 900.000 Quellen, darunter etwa 710.000 supermassive Schwarze Löcher in fernen Galaxien (aktive galaktische Kerne), 180.000 Röntgenstrahlen emittierende Sterne in unserer eigenen Milchstraße und 12.000 Galaxienhaufen sowie eine kleine Anzahl anderer exotischer Klassen von Quellen wie röntgenemittierenden Doppelsternen, Supernova-Überresten, Pulsaren und anderen Objekten.
„Das sind überwältigende Zahlen für die Röntgenastronomie“, sagt Andrea Merloni, eROSITA-Hauptforscher und Erstautor des eROSITA-Katalogpapiers. „Wir haben in sechs Monaten mehr Quellen entdeckt als die großen Flaggschiff-Missionen XMM-Newton und Chandra in fast 25 Betriebsjahren.“
Koordiniert mit der Veröffentlichung hat das deutsche eROSITA-Konsortium fast 50 neue wissenschaftliche Veröffentlichungen bei Fachzeitschriften eingereicht, zusätzlich zu den mehr als 200, die das Team bereits vor der Datenveröffentlichung veröffentlicht hatte.
Die meisten der neuen Veröffentlichungen erscheinen mit ausgewählten Entdeckungen, darunter einem riesigen Filament aus unberührtem warm-heißem Gas, das sich zwischen zwei Galaxien erstreckt, und zwei neuen „quasi-periodisch ausbrechenden“ Schwarzen Löchern. Weitere Studien darüber, wie sich die Röntgenstrahlung eines Sterns auf die Atmosphäre und die Wasserretention umkreisender Planeten auswirken kann, sowie statistische Analyse davon flackernde supermassereiche Schwarze Löcher.
„Die wissenschaftliche Breite und Wirkung der Umfrage ist ziemlich überwältigend, es ist schwer, sie in ein paar Worte zu fassen“, sagt Mara Salvato, die als Sprecherin des deutschen eROSITA-Konsortiums die Bemühungen von rund 250 Wissenschaftlern koordiniert, die in zwölf Arbeitsgruppen organisiert sind. „Aber die vom Team veröffentlichten Papiere werden für sich selbst sprechen.“
Das erste eRASS-Datenveröffentlichung (DR1) veröffentlicht nicht nur den Quellenkatalog, sondern auch Bilder des Röntgenhimmels bei mehreren Röntgenenergien und sogar Listen der einzelnen Photonen mit ihren Himmelspositionen, Energien und genauen Ankunftszeiten.
Die zur Analyse der eROSITA-Daten benötigte Software ist ebenfalls in der Veröffentlichung enthalten. Für viele Quellklassen wurden auch ergänzende Daten aus anderen Wellenbereichen in sogenannte „Mehrwert“-Kataloge integriert, die über reine Röntgeninformationen hinausgehen.
„Wir haben große Anstrengungen unternommen, qualitativ hochwertige Daten und Software zu veröffentlichen“, fügte Miriam Ramos-Ceja hinzu, die das eROSITA Operations-Team leitet. „Wir hoffen, dass dies die Basis der Wissenschaftler weltweit, die mit Hochenergiedaten arbeiten, verbreitert und dazu beiträgt, die Grenzen der Röntgenastronomie zu erweitern.“
„Die eROSITA-Zusammenarbeit hat bei der Veröffentlichung der Daten und der gleichzeitigen Veröffentlichung all dieser erstaunlichen neuen Ergebnisse hervorragende Arbeit geleistet“, sagt Kirpal Nandra, Direktor am MPE. „Von uns wird noch viel kommen und wir sind gespannt, was der Rest der Welt mit den öffentlichen Daten machen wird.“
Interessierte eROSITA-Beobachter wissen vielleicht, dass das treibende wissenschaftliche Ziel, das das Teleskop motivierte, darin bestand, kosmologische Modelle mithilfe von Galaxienhaufen einzuschränken. Die kosmologischen Ergebnisse, die auf einer eingehenden Analyse der eRASS1-Cluster basieren, werden in etwa zwei Wochen veröffentlicht.
Mehr Informationen:
A. Merloni et al., Die SRG/eROSITA-Gesamthimmelsdurchmusterung, Astronomie und Astrophysik (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202347165