在182天的過(guò)程中,eROSITA X射線望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)完成了大約一年前開(kāi)始的首次全天掃描。這張新的,充滿活力的宇宙圖包含了超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)物體,大約是X射線天文學(xué)60年歷史上發(fā)現(xiàn)的已知X射線源數(shù)量的兩倍。大多數(shù)新來(lái)源是宇宙距離處的活躍銀河核,這標(biāo)志著宇宙期間巨大的黑洞的增長(zhǎng)。
一百萬(wàn)個(gè)X射線源揭示了熾熱宇宙的本質(zhì)-這是SRG機(jī)載eROSITA望遠(yuǎn)鏡首次對(duì)整個(gè)天空進(jìn)行掃描的令人印象深刻的收獲。馬克斯·普朗克外星物理研究所(MPE)的eROSITA首席研究員彼得·普雷德赫爾(Peter Predehl)說(shuō):“這張全天候圖像完全改變了我們觀察高能宇宙的方式。”“我們看到了如此多的細(xì)節(jié),圖像的美感確實(shí)令人驚嘆。”
來(lái)自eROSITA的第一張完整的天空影像比30年前由ROSAT望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的上一次全天候探測(cè)深約四倍,并且產(chǎn)生的源頭大約多十倍:大約是過(guò)去所有X射線望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的源頭結(jié)合。盡管大多數(shù)類型的天文物體都會(huì)發(fā)出X射線,但熾熱而充滿活力的宇宙看上去與光學(xué)或射電望遠(yuǎn)鏡所看到的完全不同。從銀河系的身體外部看,大多數(shù)eROSITA來(lái)源都是活躍的銀河核,在宇宙距離上會(huì)散布超大質(zhì)量的黑洞,并散布著星系團(tuán),這歸因于其巨大的暗物質(zhì)濃度所限制的熱氣體,使它們表現(xiàn)為擴(kuò)展的X射線光環(huán)。這幅全天候的圖像細(xì)膩地揭示了銀河系本身中熱氣的結(jié)構(gòu),以及圍繞銀河系的環(huán)繞銀河介質(zhì),其性質(zhì)是理解我們銀河系形成歷史的關(guān)鍵。eROSITA X射線圖還揭示了具有強(qiáng)磁性活躍熱電暈的恒星,包含中子星,黑洞或白矮星的X射線雙星,以及我們自身和其他鄰近星系(如麥哲倫星云)中壯觀的超新星殘骸。
MPE的科學(xué)家Mara Salvato說(shuō):“我們都熱切地期待著eROSITA的第一張全天候地圖。”他致力于將eROSITA的觀測(cè)結(jié)果與電磁波譜中的其他望遠(yuǎn)鏡相結(jié)合。“大范圍的天空區(qū)域已經(jīng)被許多其他波長(zhǎng)覆蓋,現(xiàn)在我們可以匹配X射線數(shù)據(jù)。我們需要這些其他調(diào)查來(lái)識(shí)別X射線源并了解其性質(zhì)。”這項(xiàng)調(diào)查也是稀有和奇特現(xiàn)象的寶庫(kù),其中包括多種類型的瞬變和變量,例如來(lái)自緊湊物體的耀斑,合并的中子星和被黑洞吞沒(méi)的恒星。Salvato繼續(xù)說(shuō)道:“ eROSITA經(jīng)常會(huì)看到來(lái)自天空的意外X射線爆發(fā)。””
組裝圖像是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。到目前為止,運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)收到并處理了eROSITA的七個(gè)攝像頭收集的約165 GB數(shù)據(jù)。雖然按照地面上的“大數(shù)據(jù)”標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)相對(duì)較小,但在太空中操作這種復(fù)雜的儀器卻面臨著特殊的挑戰(zhàn)。MPE eROSITA運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)成員Miriam Ramos-Ceja解釋說(shuō):“我們與在莫斯科運(yùn)營(yíng)SRG航天器的同事合作,每天檢查和監(jiān)測(cè)儀器的運(yùn)行狀況。”“這意味著我們可以對(duì)任何異常情況迅速做出反應(yīng)。我們能夠立即對(duì)這些異常情況做出反應(yīng),以確保儀器安全,同時(shí)以約97%的效率收集數(shù)據(jù)。能夠與位于現(xiàn)場(chǎng)的儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信令人驚訝150萬(wàn)公里!”數(shù)據(jù)下行鏈路每天發(fā)生。她繼續(xù)說(shuō):“在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)質(zhì)量檢查之前,德國(guó)和俄羅斯的團(tuán)隊(duì)正在處理和分析數(shù)據(jù)。”
當(dāng)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在忙于分析第一張全天空?qǐng)D并使用圖像和目錄來(lái)加深我們對(duì)宇宙學(xué)和高能天體物理過(guò)程的理解時(shí),望遠(yuǎn)鏡將繼續(xù)掃描X射線天空。俄羅斯SRG小組首席科學(xué)家Rashid Sunyaev說(shuō):“ SRG天文臺(tái)現(xiàn)在正在開(kāi)始第二次全天候調(diào)查,該調(diào)查將于今年年底完成。”“總體而言,在接下來(lái)的3.5年中,我們計(jì)劃獲得7張與這張美麗照片中的地圖相似的地圖。它們的綜合靈敏度將提高5倍,并且將被天體物理學(xué)家和宇宙學(xué)家使用數(shù)十年。”
MPE高能天體物理學(xué)小組負(fù)責(zé)人Kirpal Nandra補(bǔ)充說(shuō):“僅6個(gè)月的時(shí)間,eROSITA就擁有100萬(wàn)個(gè)放射源,已經(jīng)徹底改變了X射線天文學(xué),但這只是對(duì)即將到來(lái)的事物的一種體驗(yàn)。我們已經(jīng)在取樣一個(gè)比以前大得多的熾熱宇宙的宇宙學(xué)量。在接下來(lái)的幾年中,我們將能夠進(jìn)一步探究第一個(gè)巨型宇宙結(jié)構(gòu)和超大質(zhì)量的地方黑洞正在形成。”