Dodano: 05 luty 2024r.

Rentgenowski Wszechświat na wyciągnięcie ręki. Milion obiektów widocznych w wysokich energiach

Można już przeglądać pierwsze dane z rentgenowskiego przeglądu nieba eROSITA. Katalog o nazwie eRASS1 został upubliczniony 1 lutego tego roku. To największy jak dotąd zbiór informacji o najpotężniejszych źródłach energii we Wszechświecie.

Rentgenowski Wszechświat na wyciągnięcie ręki. Milion obiektów widocznych w wysokich energiach

 

W katalogu eRASS1 (eROSITA All-Sky Survey) znalazły się między innymi eksplodujące masywne gwiazdy i aktywne jądra galaktyk zasilane przez czarne dziury, świecące jasno właśnie na falach rentgenowskich. Łącznie przedstawia on niedostępny dla naszych oczu, rentgenowski widok na blisko połowę nieba widocznego z Ziemi, obejmujący prawie milion wysokoenergetycznych źródeł kosmicznych, w tym ponad 700 tysięcy supermasywnych czarnych dziur. Dane z katalogu zostały opublikowane wraz z blisko 50 artykułami naukowymi o tematyce astronomicznej. W publikacjach tych naukowcy opisali również największe znane struktury we Wszechświecie, czyli kosmiczne włókna gorącego gazu, które łączą galaktyki w większe struktury – gromady galaktyk.

Wyniki naukowe

Kosmiczny teleskop rentgenowski eROSITA znajduje się w odległości około półtora miliona kilometrów od Ziemi, w pobliżu punktu Lagrange’a L2. Jest jednym z głównych instrumentów na pokładzie wspólnej rosyjsko-niemieckiej misji Spektr-RG. Najnowsze wyniki dowodzą, że już po sześciu miesiącach od rozpoczęcia swojej misji naukowej w lipcu 2019 roku odkrył więcej wysokoenergetycznych źródeł promieniowania rentgenowskiego, niż zdołano zarejestrować przez sześć dekad wcześniejszych badań nieba w tym zakresie widma elektromagnetycznego. Uważany obecnie za przełomowy w historii astronomii rentgenowskiej katalog eRASS1 może nam pomóc w uzyskaniu odpowiedzi na najważniejsze pytania współczesnej kosmologii: jak ewoluował dotąd Wszechświat i dlaczego rozszerza się w coraz szybszym tempie? Głównym celem programu eROSITA miało być wykorzystanie gromad galaktyk do zbadania, w jaki sposób ciemna energia przyspiesza tę ekspansję kosmosu. Naukowcy projektu zaznaczają jednak, że instrument i dotychczas zebrane przez niego dane już pokazały znacznie więcej, wykraczając daleko poza te początkowe założenia.

Publikacje powstałe na bazie danych eROSITA opisują między innymi odkrycie ponad tysiąca tak zwanych supergromad galaktyk i dwóch quasi-okresowo rozbłyskujących czarnych dziur. W bazie eRASS1 znaleziono również 180 tysięcy gwiazd emitujących promieniowanie rentgenowskie w Drodze Mlecznej, 12 tysięcy gromad galaktyk, a także bardziej egzotyczne źródła świecące w wysokich energiach, takie jak układy podwójne gwiazd, pozostałości po supernowych czy pulsary. Co ciekawe, zebrane dane mają też znaczenie dla naukowców badających planety pozasłoneczne, bo wśród licznych prac znalazła się nawet ocena wpływu promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez gwiazdy na możliwość utrzymania wody i atmosfer na krążących wokół nich planetach.

– To oszałamiające liczby z punktu widzenia astronomii rentgenowskiej – powiedział w oświadczeniu prasowym Andrea Merloni, badacz eROSITA i główny autor katalogu. – Wykryliśmy więcej obiektów w ciągu 6 miesięcy niż duże flagowe misje rentgenowskie XMM-Newton i Chandra przez prawie 25 lat działalności – dodał.

Jakość i precyzja

Na katalog eRASS1 składają się wyniki obserwacji prowadzonych przez instrument eROSITA od 12 grudnia 2019 do 11 czerwca 2020 roku. W tym okresie wykrył on około 170 milionów pojedynczych fotonów światła rentgenowskiego. Przetwarzanie danych ujawniło 900 tysięcy źródeł promieniowania, z których 700 tysięcy powiązano z supermasywnymi czarnymi dziurami zasilającymi kwazary w sercach aktywnych jąder galaktyk. Opublikowane teraz dane są niezwykłe również ze względu na szeroki zakres obserwacji: niebo nad Ziemią zobrazowano w wielu pasmach energii fal rentgenowskich. eROSITA to instrument wysoce precyzyjny, a jego obserwacje zawierają nie tylko współrzędne na niebie, z których odbierane są poszczególne fotony, ale także czasy ich przybycia i dokładne energie.

Wraz z katalogiem i publikacjami konsorcjum eROSITA udostępniło dodatkowo oprogramowanie potrzebne do analizy danych z misji. Iriam Ramos-Ceja, kierownik zespołu eROSITA Operations, uważa, że upublicznienie wysokiej jakości danych i kodów do ich dalszej, naukowej obróbki ma szansę zwiększyć liczbę naukowców pracujących z danymi rentgenowskimi na całym świecie, co może przesunąć obecne granice naszej wiedzy z zakresu astronomii wysokich energii jeszcze dalej.

 

Źródło: Space.com, eROSITA, fot. MPE, J. Sanders for the eROSITA consortium. Na zdjęciu obrazy z przeglądu eRASS1 przetworzone przy pomocy specjalnego algorytmu w celu oddzielenia rentgenowskich obiektów rozciągłych (po lewej) od źródeł punktowych (po prawej). Kolor czerwony, zielony i niebieski odpowiada pasmom energii fal rentgenowskich z zakresu 0,3–0,6, 0,6–1,0 i 1,0–2,3 keV.