Pressemappe zur ersten vollständigen Himmelsdurchmusterung von eROSITA

19. Juni 2020

Zusätzliche Bilder von der ersten vollständigen Himmeldurchmusterung durch das Röntgenteleskop eROSITA.
Sie dürfen diese Bilder gerne für Ihre Berichterstattung über eROSITA verwenden - bitte geben Sie die passende Bildquelle an (siehe Bildunterschriften).

Das energiereiche Universum, gesehen mit dem Röntgenteleskop eROSITA.

Die erste vollständige eROSITA-Himmelsdurchmusterung wurde über einen Zeitraum von sechs Monaten durchgeführt. Hierbei rotierte das Teleskop kontinuierlich, was eine gleichmäßige Belichtung von etwa 150-200 Sekunden über den größten Teil des Himmels lieferte; die Pole der Ekliptik wurden öfter besucht, wodurch hier die Aufnahmen tiefer sind. Während eROSITA den Himmel abtastet, wird die Energie der gesammelten Photonen mit einer Genauigkeit von 2% - 6% gemessen. Um dieses Bild zu erzeugen, bei dem der gesamte Himmel auf eine Ellipse projiziert wird (so genannte Aitoff-Projektion) mit dem Zentrum der Milchstraße in der Mitte und der Scheibe der Milchstraße in der Horizontalen, wurden die Photonen entsprechend ihrer Energie farblich kodiert (rot für Energien 0,3-0,6 keV, grün für 0,6-1 keV, blau für 1-2,3 keV). Das Originalbild mit einer Auflösung von etwa 10" und einem entsprechenden Dynamikumfang von mehr als einer Milliarde wird dann geglättet, um das obige Bild zu erzeugen.

Das rote diffuse Glühen außerhalb der galaktischen Ebene zeigt die Emission des heißen Gases in der Umgebung des Sonnensystems (die Lokale Blase). Entlang der Ebene selbst absorbieren Staub und Gas die Röntgenphotonen bei niedrigen Energien, so dass nur energiereiche Strahlung emittierende Quellen zu sehen sind, deren Farbe im Bild blau erscheint. Das heißere Gas in der Nähe des galaktischen Zentrums, das in Grün und Gelb dargestellt ist, trägt Informationen über die Geschichte der energiereichsten Prozesse im Leben der Milchstraße in sich, wie zum Beispiel Supernova-Explosionen, die Gasfontänen aus der Ebene hinausschleudern, sowie möglicherweise vergangene Ausbrüche aus dem jetzt ruhenden supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie. Durch dieses turbulente, heiße, diffuse Medium dringen Hunderttausende von Röntgenquellen, die im Bild meist weiß erscheinen und gleichmäßig über den Himmel verteilt sind. Darunter sind entfernte aktive Galaxienkerne als Punktquellen sichtbar (darunter einige wenige, die zu einer Zeit emittierten, als das Universum weniger als ein Zehntel seines heutigen Alters betrug), während sich Galaxienhaufen als ausgedehnte Röntgennebel zeigen. Insgesamt wurden über eine Million Röntgenquellen im eROSITA-Himmelsbild entdeckt, eine Fundgrube, die die Teams in den kommenden Jahren beschäftigen wird.

In dieser Version der eROSITA-Himmelskarte sind einige markante Röntgenquellen eingezeichnet. Diese reichen von entfernten Galaxienhaufen (Coma, Virgo, Fornax, Perseus), über ausgedehnte Quellen wie Supernova-Überrestes (SNRs) und Nebel bis hin zu hellen Punktquellen, wie z.B. Sco X-1, die erste Röntgenquelle, die außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurde. Der Vela SNR befindet sich in der rechten Bildhälfte, die Große Magellansche Wolke im Quadrant rechts unten, der Shapley-Superhaufen oben rechts (auch wenn er in dieser Darstellung nicht deutlich heraussticht).

Falschfarbenbild der Großen Magellanschen Wolke (LMC), unserer nächsten Nachbargalaxie. Mit einer etwa hundertfach größeren Fläche als beim „First Light“ von eROSITA sind die Astronomen nun in der Lage, die gesamte Galaxie zu erforschen, insbesondere ihre Röntgendoppelsterne sowie die vielfältigen Strukturen, die in der diffusen Emission aus der heißen Phase des interstellaren Mediums zu sehen sind. Zu den hellsten Quellen gehören die Röntgendoppelsterne, die bereits zu Beginn der Röntgenastronomie als erste in der LMC entdeckt wurden, sowie Supernova-Überreste, die mit eROSITA aufgelöst werden können.

Im beschrifteten Bild oben sind die vier hellsten Röntgenquellen in der LMC markiert (LMC-1 bis 4). Außerdem sind mehrere Supernova-Überreste (SNR) zu sehen und viele Vordergrundsterne, von denen der hellste ebenfalls markiert ist. Unten rechts ist ein Zoom in die zentrale Region der LMC gezeigt; dieses Bild war das erste, das eROSITA mit allen sieben Kameras im Oktober 2019 aufgenommen hat.

Der "Vela-Supernova-Überrest", der auf diesem Bild zu sehen ist, ist aufgrund seiner Größe und der geringen Entfernung zur Erde eines der prominentesten Objekte am Röntgenhimmel. Die Supernova Vela explodierte vor etwa 12000 Jahren in einer Entfernung von 800 Lichtjahren und überschneidet sich mit mindestens zwei weiteren Supernova-Überresten, Vela Junior (im Bild links unten als bläulicher Ring zu sehen) und Puppis-A (rechts oben). Vela Junior wurde erst vor 20 Jahren entdeckt, obwohl dieses Objekt so nahe an der Erde liegt, dass Überreste dieser Explosion in polaren Eiskernen gefunden wurden. Alle drei Supernova-Explosionen erzeugten sowohl die röntgenhellen Supernova-Überreste als auch Neutronensterne, die als intensive Röntgenpunktquellen in der Nähe der Zentren der Überreste leuchten. Die Qualität der neuen eROSITA-Daten dieses "Sternenfriedhofs" wird den Astronomen viele aufregende neue Einblicke in die physikalischen Prozesse im heißen Supernova-Plasma sowie für die Erforschung der exotischen Neutronensterne geben.

Die helle blaue Punktquelle in der Mitte des Bildes ist der Vela-Pulsar, Vela Junior ist der bläuliche Ring links unten und zeigt ebenfalls den Pulsar im Zentrum. Der Puppis Pulsar wird von eROSITA nicht aufgelöst.

Der Shapley-Superhaufen von Galaxien ist eine der massereichsten Galaxienkonzentrationen im lokalen Universum in einer Entfernung von etwa 650 Millionen Lichtjahren (z~0,05). Jede der Dutzend ausgedehnten Strukturen ist selbst ein Galaxienhaufen, der aus 100 bis 1000 einzelnen Galaxien besteht, von denen jeder an den Schnittpunkten der Filamente sitzt, aus denen die großräumige Struktur im Universum besteht. Dieses Bild erstreckt sich über einen Raumwinkel von 16 Grad am Himmel (etwa 30 mal so groß wie der Vollmond), was in der Entfernung des Shapley-Superhaufens einem Durchmesser von etwa 180 Millionen Lichtjahren entspricht. Die Bilder links zeigen vergrößerte Aufnahmen der massereichsten Haufen im Shapley-Superhaufen.

In diesem Bild sind die markantesten Galaxienhaufen und -gruppen mit ihren astronomischen Namen markiert, die von eROSITA als ausgedehnte Röntgenquellen nachgewiesen werden. Die größten stammen aus dem Abell-Galaxienkatalog und tragen deshalb ein „A“ im Namen.

Der glühende Ring in der Mitte dieses 7 Grad breiten Bildes wurde entdeckt, nachdem eROSITA im Februar 2020 diese Himmelsregion gescannt hatte. Der Ring wird durch Röntgenstrahlen verursacht, die an einer Staubwolke in der Ebene der Milchstraße gestreut werden. Der Ursprung der Strahlung ist das schwache blaue Objekt in der Ringmitte; es wird vermutet, dass es sich hierbei um ein Schwarzes Loch handelt, um das ein Begleitstern kreist. Ein Jahr vor der eROSITA-Beobachtung wurde mit anderen Röntgenteleskopen ein massiver Ausbruch dieses Objekts aufgezeichnet; es war einige Wochen lang mehr als 10000-mal heller als heute. Auf seiner tausendjährigen Reise wurde ein winziger Bruchteil der Strahlung des Bursts von einer Staubwolke gestreut; die gestreute Röntgenstrahlung traf ein Jahr nach der direkten Strahlung des Bursts ein, wie ein Echo. Dieser zusätzliche Weg verursacht den scheinbaren Ring, der mit der Zeit wächst und irgendwann zu schwach wird, um beobachtet werden zu können. In der Vergangenheit wurden einige wenige Staubstreuringe beobachtet, aber mit einem Winkeldurchmesser von mehr als der doppelten Größe des Vollmonds ist die neue Struktur bei weitem die größte ihrer Art. Die Modellierung des Rings kann helfen, die genaue Entfernung zu diesem Röntgen-Doppelstern zu messen.

Der blassblaue Punkt im Zentrum des Rings ist der Röntgendoppelstern MAXI 1348-620, der im Februar 2019 einen großen Strahlungsausbruch zeigte. Die rote Quelle oben links ist der Stern Beta Centauri, einer der hellsten Sterne im Südhimmel.

Der Carina-Nebel und seine interstellare Umgebung gesehen mit eROSITA (rot: 0,2 - 0,5 keV, blau: 0,5 - 1,0 keV, grün: 1,0 - 2,0 keV). Der Carina-Nebel ist einer der größten diffusen Nebel in der Milchstraße und beherbergt eine große Anzahl massereicher, junger Sterne. Der hellste der Sterne (auch im Röntgenlicht) ist Eta Carinae, ein aus zwei massereichen Sternen bestehendes Doppelsternsystem, in dem die Winde der Sterne kollidieren. Die bläuliche Emission links vom Nebel ist die Röntgenemission eines offenen Sternhaufens.

eROSITA Factsheet

eROSITA Telescope:

Start of the project: 1 April 2007 (DLR funding approved)

SRG Mission adoption: 18 August 2009 (contract signed between DLR and Roscosmos)

Mirror modules: 7 (with 54 mirror shells each)

Mirror shell smoothness: ~0.3 nm

Cameras: 7 pnCCDs with 384 x 384 pixels each

Field of view: ~ 1 degree in diameter

Operating temperature: around -85°C

Energy range: 0.2-8 keV

Launch: 13 July 2019

Start of camera commissioning: 22 August 2019

Start of operation of all 7 cameras: 13 October 2019

Orbit: Halo orbit around L2

Spacecraft: Spectrum-Roentgen-Gamma (together with ART-XC telescope)

 

eRASS-1: First SRG/eROSITA All-Sky Survey

Start: 13 December 2019

Completed:  11 June 2020

Days to complete all-sky image: 182

Data downloaded (eROSITA only): ~165Gb

Number of commands issued (eROSITA only): >15000 (TBD)

Photons collected: ~400 million (in the energy range 0.12-5 keV)

Average exposure: 180 seconds

Sources detected: 1.1 Million

Approximate break-down of sources:

  • 77% Active Galactic Nuclei
  • 20% stars with strong, magnetically active hot coronae
  • 2 % clusters of galaxies
  • others: bright X-ray binaries, supernova remnants, extended star forming regions, transient (e.g. Gamma-Ray Bursts)

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