In de loop van 182 dagen, de eROSITA-röntgentelescoop heeft zijn eerste volledige verkenning van de hemel voltooid, waaraan hij ongeveer een jaar geleden begon. Deze nieuwe kaart van de hete, energetisch universum bevat meer dan een miljoen objecten, ongeveer een verdubbeling van het aantal bekende röntgenbronnen dat in de 60-jarige geschiedenis van röntgenastronomie is ontdekt. De meeste nieuwe bronnen zijn actieve galactische kernen op kosmologische afstanden, het markeren van de groei van gigantische zwarte gaten in de kosmische tijd.

Een miljoen röntgenbronnen die de aard van het hete universum onthullen - dit is de indrukwekkende oogst van de eerste scan van de hele hemel met de eROSITA-telescoop aan boord van SRG. "Dit beeld van de hele hemel verandert de manier waarop we naar het energetische universum kijken volledig, " zegt Peter Predehl, de hoofdonderzoeker van eROSITA bij het Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE). "We zien zo'n rijkdom aan details - de schoonheid van de beelden is werkelijk adembenemend."

Dit eerste volledige hemelbeeld van eROSITA is ongeveer vier keer dieper dan het vorige hemelonderzoek door de ROSAT-telescoop 30 jaar geleden, en heeft ongeveer 10 keer meer bronnen opgeleverd:ongeveer net zoveel als er zijn ontdekt door alle eerdere röntgentelescopen bij elkaar. En hoewel de meeste klassen van astronomische objecten röntgenstraling uitzenden, het hete en energetische heelal ziet er heel anders uit dan het heelal dat wordt gezien door optische of radiotelescopen. Kijkend buiten het lichaam van onze Melkweg, de meeste eROSITA-bronnen zijn actieve galactische kernen, superzware zwarte gaten aangroeien op kosmologische afstanden, afgewisseld met clusters van sterrenstelsels, die verschijnen als uitgestrekte röntgenhalo's die schijnen dankzij het hete gas dat wordt opgesloten door hun enorme concentraties donkere materie. De all-sky afbeelding onthult in exquise details de structuur van het hete gas in de Melkweg zelf, en het circumgalactische medium, die het omringt, wiens eigenschappen de sleutel zijn tot het begrijpen van de vormingsgeschiedenis van onze Melkweg. De eROSITA-röntgenkaart laat ook sterren zien met sterke, magnetisch actieve hete coronae, Röntgendubbelsterren die neutronensterren bevatten, zwarte gaten of witte dwergen, en spectaculaire supernovaresten in onze eigen en andere nabije sterrenstelsels, zoals de Magelhaense wolken.

"We keken allemaal reikhalzend uit naar de eerste all-sky map van eROSITA, " zegt Mara Salvato, de wetenschapper bij MPE die de inspanning leidt om eROSITA-waarnemingen te combineren met andere telescopen in het elektromagnetische spectrum. "Grote luchtgebieden zijn al bedekt op veel andere golflengten, en nu hebben we de röntgengegevens die overeenkomen. We hebben deze andere onderzoeken nodig om de röntgenbronnen te identificeren en hun aard te begrijpen." Het onderzoek is ook een schatkamer van zeldzame en exotische verschijnselen, waaronder talrijke soorten transiënten en variabelen, zoals fakkels van compacte objecten, samensmeltende neutronensterren, en sterren die worden opgeslokt door zwarte gaten. "eROSITA ziet vaak onverwachte uitbarstingen van röntgenstralen vanuit de lucht, " vervolgt Salvato. "We moeten telescopen op de grond onmiddellijk waarschuwen om te begrijpen waardoor ze worden geproduceerd."

Het in elkaar zetten van het beeld was een gigantische klus. Tot dusver, het operationele team heeft ongeveer 165 GB aan gegevens ontvangen en verwerkt die zijn verzameld door de zeven camera's van eROSITA. Hoewel relatief klein volgens "big-data"-normen op het terrein, het bedienen van dit complexe instrument in de ruimte zorgde voor zijn eigen speciale uitdagingen. "We controleren en monitoren dagelijks de gezondheid van het instrument, in samenwerking met onze collega's in Moskou die het SRG-ruimtevaartuig besturen", legt Miriam Ramos-Ceja uit, een lid van het eROSITA-operatieteam bij MPE. "Dit betekent dat we snel kunnen reageren op eventuele afwijkingen. We hebben hier onmiddellijk op kunnen reageren om het instrument veilig te houden, terwijl gegevens worden verzameld met een efficiëntie van ~97%. Het is verbazingwekkend om in realtime te kunnen communiceren met een instrument dat zich op 1,5 miljoen kilometer afstand bevindt!" De data-downlink vindt dagelijks plaats. "We voeren onmiddellijke kwaliteitscontroles uit op de gegevens", ze vervolgt, "Voordat het wordt verwerkt en geanalyseerd door de teams in Duitsland en Rusland."

Terwijl het team nu bezig is met het analyseren van deze eerste hemelkaart en het gebruiken van de afbeeldingen en catalogi om ons begrip van kosmologie en hoogenergetische astrofysische processen te verdiepen, de telescoop gaat verder met zijn speurtocht langs de röntgenhemel. "Het SRG-observatorium begint nu aan zijn tweede all-sky-onderzoek, die tegen het einde van dit jaar voltooid zal zijn", zegt Rashid Sunyaev, Hoofdwetenschapper van het Russische SRG-team. "Algemeen, gedurende de komende 3,5 jaar, we zijn van plan om zeven kaarten te krijgen die lijken op die op deze prachtige afbeelding. Hun gecombineerde gevoeligheid zal een factor vijf beter zijn en zal decennialang worden gebruikt door astrofysici en kosmologen."

Kirpal Nandra, hoofd van de hoge-energetische astrofysica-groep bij MPE, voegt toe:"Met een miljoen bronnen in slechts zes maanden, eROSITA heeft al een revolutie teweeggebracht in de röntgenastronomie, maar dit is slechts een voorproefje van wat komen gaat. Deze combinatie van luchtoppervlak en diepte is transformerend. We bemonsteren al een kosmologisch volume van het hete heelal dat veel groter is dan voorheen mogelijk was. In de komende jaren, we zullen nog verder kunnen peilen, naar waar de eerste gigantische kosmische structuren en superzware zwarte gaten zich vormden."