El universo energético:el primer estudio de todo el cielo de eROSITA se llevó a cabo durante un período de seis meses dejando que el telescopio girara continuamente, proporcionando así una exposición uniforme de unos 150-200 segundos en la mayor parte del cielo, con los polos de la eclíptica siendo visitados más profundamente. Mientras eROSITA escanea el cielo, la energía de los fotones recolectados se mide con una precisión que varía entre el 2% y el 6%. Para generar esta imagen, en el que todo el cielo se proyecta en una elipse (la llamada proyección de Aitoff) con el centro de la Vía Láctea en el medio y el cuerpo de la Galaxia corriendo horizontalmente, Los fotones han sido codificados por colores de acuerdo con su energía (rojo para energías 0.3-0.6 keV, verde para 0.6-1 keV, azul para 1-2,3 keV). Crédito:Jeremy Sanders, Hermann Brunner und das eSASS-Team (MPE); Eugene Churazov, Marat Gilfanov (im Namen von IKI)
En el transcurso de 182 días, el telescopio de rayos X eROSITA ha completado su primer barrido completo del cielo en el que se embarcó hace aproximadamente un año. Este nuevo mapa de lo caliente El universo energético contiene más de un millón de objetos, aproximadamente duplicando el número de fuentes de rayos X conocidas descubiertas durante los 60 años de historia de la astronomía de rayos X. La mayoría de las nuevas fuentes son núcleos galácticos activos a distancias cosmológicas, marcando el crecimiento de agujeros negros gigantes a lo largo del tiempo cósmico.
Un millón de fuentes de rayos X que revelan la naturaleza del universo caliente:esta es la impresionante cosecha del primer escaneo de todo el cielo con el telescopio eROSITA a bordo del SRG. "Esta imagen de todo el cielo cambia por completo la forma en que vemos el universo energético, "dice Peter Predehl, el Investigador Principal de eROSITA en el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE). "Vemos una gran cantidad de detalles, la belleza de las imágenes es realmente impresionante".
Esta primera imagen completa del cielo de eROSITA es aproximadamente cuatro veces más profunda que el estudio de todo el cielo realizado por el telescopio ROSAT hace 30 años. y ha producido alrededor de 10 veces más fuentes:aproximadamente tantas como han sido descubiertas por todos los telescopios de rayos X anteriores combinados. Y aunque la mayoría de las clases de objetos astronómicos emiten rayos X, el Universo caliente y enérgico se ve bastante diferente al visto por los telescopios ópticos o radiotelescopios. Mirando fuera del cuerpo de nuestra Galaxia la mayoría de las fuentes de eROSITA son núcleos galácticos activos, Acrecentar agujeros negros supermasivos a distancias cosmológicas, intercalados con cúmulos de galaxias, que aparecen como halos de rayos X extendidos que brillan gracias al gas caliente confinado por sus enormes concentraciones de materia oscura. La imagen de todo el cielo revela con exquisito detalle la estructura del gas caliente en la propia Vía Láctea, y el medio circungaláctico, que lo rodea, cuyas propiedades son clave para comprender la historia de formación de nuestra Galaxia. El mapa de rayos X de eROSITA también revela estrellas con fuertes, coronas calientes magnéticamente activas, Estrellas binarias de rayos X que contienen estrellas de neutrones, agujeros negros o enanas blancas, y remanentes de supernovas espectaculares en nuestra propia y otras galaxias cercanas, como las nubes de Magallanes.
Debido a su tamaño y distancia cercana a la Tierra, el "remanente de supernova Vela" que se muestra en esta imagen es uno de los objetos más prominentes en el cielo de rayos X. La supernova Vela explotó hace unos 12000 años a una distancia de 800 años luz y se superpone con al menos otros dos remanentes de supernova. Vela Junior (en la imagen se ve como un anillo azulado en la parte inferior izquierda) y Puppis-A (arriba a la derecha). Vela Junior fue descubierto hace apenas 20 años, aunque este objeto está tan cerca de la Tierra que se encontraron restos de esta explosión en núcleos de hielo polar. Las tres explosiones de supernovas produjeron tanto los remanentes de supernovas brillantes de rayos X como las estrellas de neutrones, que brillan como fuentes puntuales de rayos X intensos cerca de los centros de los remanentes. La calidad de los nuevos datos de eROSITA de este "cementerio estelar" brindará a los astrónomos muchos conocimientos nuevos e interesantes sobre los procesos físicos que operan en el plasma de supernova caliente, así como para explorar las exóticas estrellas de neutrones. Crédito:Peter Predehl, Werner Becker (MPE), Davide Mella
Versión anotada de la imagen de eROSITA First All-Sky. Varias características de rayos X prominentes están marcadas, que van desde cúmulos de galaxias distantes (Coma, Virgo, Fornax, Perseo) a fuentes extendidas como los restos de supernovas (SNR) y nebulosas a fuentes de puntos brillantes, p.ej. Sco X-1, la primera fuente de rayos X extrasolar detectada. Vela SNR está a la derecha de esta imagen, la Gran Nube de Magallanes en el cuadrante inferior derecho, el supercúmulo de Shapley en la parte superior derecha (aunque no es fácilmente visible en esta proyección). Crédito:Jeremy Sanders, Hermann Brunner, Andrea Merloni y el equipo eSASS (MPE); Eugene Churazov, Marat Gilfanov (en nombre de IKI)
las cuatro fuentes de rayos X más brillantes de la región LMC están marcadas (LMC X-1 a 4). También son visibles numerosos Remanentes de Supernova (SNR) y muchas estrellas en primer plano, el más brillante de los cuales está marcado, también. Abajo a la derecha, se muestra un zoom en la región central del LMC, que fue la primera imagen capturada por eROSITA con sus siete telescopios en octubre de 2019. Crédito:Frank Haberl, Chandreyee Maitra (MPE)
"Todos estábamos esperando ansiosos el primer mapa de todo el cielo de eROSITA, "dice Mara Salvato, el científico de MPE que lidera el esfuerzo por combinar las observaciones de eROSITA con otros telescopios en todo el espectro electromagnético. "Ya se han cubierto grandes áreas del cielo en muchas otras longitudes de onda, y ahora tenemos los datos de rayos X correspondientes. Necesitamos estos otros estudios para identificar las fuentes de rayos X y comprender su naturaleza ". El estudio también es un tesoro de fenómenos raros y exóticos, incluyendo numerosos tipos de transitorios y variables, como bengalas de objetos compactos, fusionando estrellas de neutrones, y estrellas siendo tragadas por agujeros negros. "eROSITA a menudo ve ráfagas inesperadas de rayos X desde el cielo, ", continúa Salvato." Necesitamos alertar a los telescopios terrestres de inmediato para comprender qué los está produciendo ".
Montar la imagen ha sido una tarea gigantesca. Hasta aquí, el equipo de operaciones ha recibido y procesado aproximadamente 165 GB de datos recopilados por las siete cámaras de eROSITA. Si bien es relativamente pequeño para los estándares de "macrodatos" sobre el terreno, operar este complejo instrumento en el espacio presentaba sus propios desafíos especiales. "Comprobamos y supervisamos el estado del instrumento a diario, en cooperación con nuestros colegas en Moscú que operan la nave espacial SRG ", explica Miriam Ramos-Ceja, miembro del equipo de operaciones de eROSITA en MPE. "Esto significa que podemos responder rápidamente a cualquier anomalía. Hemos podido reaccionar ante esto de inmediato para mantener el instrumento seguro, mientras se recopilan datos con una eficiencia de ~ 97%. ¡Es increíble poder comunicarse en tiempo real con un instrumento ubicado a 1,5 millones de kilómetros de distancia! "El enlace de descarga de datos se realiza a diario." Realizamos controles de calidad inmediatos en los datos ", Ella continúa, "antes de que sea procesado y analizado por los equipos de Alemania y Rusia".
El supercúmulo de galaxias Shapley es una de las concentraciones de galaxias más masivas del universo local a una distancia de unos 650 millones de años luz (z ~ 0,05). Cada una de la docena de estructuras extendidas es en sí misma un cúmulo de galaxias, que consta de cientos a miles de galaxias individuales, cada uno denota una intersección de filamentos que forman la estructura a gran escala en el Universo. Esta imagen abarca 16 grados en el cielo (aproximadamente 30 veces el tamaño de la luna llena), lo que se traduce en unos 180 millones de años luz de diámetro a la distancia del supercúmulo de Shapley. Las imágenes de la izquierda muestran un zoom de los grupos más masivos del supercúmulo de Shapley. Crédito:Esra Bulbul, Jeremy Sanders (MPE)
Si bien el equipo ahora está ocupado analizando este primer mapa de todo el cielo y utilizando las imágenes y los catálogos para profundizar nuestra comprensión de la cosmología y los procesos astrofísicos de alta energía, el telescopio continúa su barrido del cielo de rayos X. "El Observatorio SRG está comenzando ahora su segundo estudio de todo el cielo, que se completará a finales de este año ", dice Rashid Sunyaev, Científico principal del equipo ruso SRG. "En general, durante los próximos 3,5 años, planeamos obtener siete mapas similares al que se ve en esta hermosa imagen. Su sensibilidad combinada será un factor cinco mejor y será utilizada por astrofísicos y cosmólogos durante décadas ".
Kirpal Nandra, jefe del grupo de astrofísica de alta energía en MPE, agrega "Con un millón de fuentes en solo seis meses, eROSITA ya ha revolucionado la astronomía de rayos X, pero esto es solo una muestra de lo que está por venir. Esta combinación de área del cielo y profundidad es transformadora. Ya estamos muestreando un volumen cosmológico del Universo caliente mucho mayor de lo que ha sido posible antes. En los próximos años, podremos sondear aún más, hacia donde se estaban formando las primeras estructuras cósmicas gigantes y los agujeros negros supermasivos ".
