Forskare avslöjar hur himlen ser ut i röntgensyn: ScienceAlert

Det finns en gammal trope inom science fiction om någon som plötsligt får röntgensyn och tittar igenom fasta föremål. Det visar sig vara en fysisk omöjlighet med våra Mark I-ögon. Men astronomer har hittat ett sätt att övervinna den utmaningen som gör att vi kan studera universum med röntgenseende.

Det kallas röntgenastronomi och det har funnits i 60 år. Den avslöjar några av de mest energiska och våldsamma händelserna och föremålen i kosmos. Dessa inkluderar saker som ljusa kvasarer, supernovaexplosioner, heta gasströmmar mellan galaxer och heta unga stjärnor.

Nyligen tillkännagav astronomer från eROSITA-konsortiet vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics den senaste mängden röntgendata från eROSITA-studien. Den täcker halva himlen i röntgenstrålar och avslöjar information om 900 000 olika röntgenkällor.

Det är mer än allt som någonsin upptäckts i röntgenastronomins decennier långa historia, inklusive upptäckter som gjorts med Chandra och andra kretsande observatorier.

Den här bilden visar halva himlen i röntgenstrålar, projicerad på en cirkel med mitten av Vintergatan till vänster och det galaktiska planet horisontellt. Fotonerna har färgkodats enligt deras energi (röd för energier på 0,3 till 0,6 keV, grön för 0,6 till 1 keV, blå för 1 till 2,3 keV). (MPE, J. Sanders/eROSITA konsortium)

Om eROSITA

eROSITA är ett mjukt röntgenteleskop ombord på Spectrum-RG-satelliten. Dess första all-sky-undersökning, kallad eRASS1, genomfördes i 7 månader med start den 12 december 2019.

Vid sitt känsligaste läge upptäckte teleskopet 170 miljoner röntgenfotoner, vilket gjorde det möjligt för kamerorna att mäta sin energi och ankomsttider.

Astronomiteamet, ledd av huvudforskaren Andrea Merloni, förberedde en datakatalog för första publiceringen. De publicerade också mer än 50 nya vetenskapliga artiklar baserat på deras resultat.

Efter att ha slutfört den här första studien genomförde instrumentet ytterligare tre röntgenskanningar mellan juni 2020 och februari 2022. Den enorma mängden röntgendata kommer att släppas inom kort. Följande video förklarar mer om uppdraget.

frameborder=”0″ enable=”accelerometer; självreproduktion; skriva på urklipp; krypterade media; gyroskop; bild i bild; webbdelning” tillåt helskärm>

eROSITAs skattkammare av röntgenkällor

Röntgenastronomi fokuserar på heta, energiska objekt och händelser i universum. Det skulle vara kärnorna i galaxer (där supermassiva svarta hål lurar), supernovaexplosioner, nyfödda stjärnor och andra platser där materia värms upp till höga temperaturer.

Denna preliminära eRASS1-datauppsättning pekar på cirka 710 000 supermassiva svarta hål, 180 000 röntgenstrålande stjärnor i Vintergatan och 12 000 galaxhopar. Den täcker också ett litet antal andra exotiska källor som röntgenstrålande dubbelstjärnor, supernovarester, pulsarer och andra objekt.

“Det här är häpnadsväckande siffror för röntgenastronomi”, säger Andrea Merloni, eROSITAs huvudforskare och första författare till eROSITA-katalogen. “Vi har upptäckt fler källor på 6 månader än de stora flaggskeppsuppdragen XMM-Newton och Chandra under nästan 25 års drift.”

Den första versionen av eROSITA-data är en rik, “flerlagers” titt på himlen med olika röntgenenergier. Varje energinivå berättar astronomerna något om de objekt och händelser som avger röntgenstrålning. Och för varje uppsättning av bilder och data ger konsortiet mer information.

Det finns listor över källklasser, himmelpositioner, energier och exakta ankomsttider för fotoner vid instrumentet.

“Vi har gjort en stor ansträngning för att publicera högkvalitativ data och mjukvara”, tillade Miriam Ramos-Ceja, som leder eROSITA Operations-teamet. “Vi hoppas att detta kommer att utöka basen för forskare runt om i världen som arbetar med högenergidata och hjälpa till att flytta gränserna för röntgenastronomi.”

Utskärningar som visar detaljer i röntgenvyer av jordens himmel.
Röntgenbild av eROSITA med det nyupptäckta glödtråden mellan två galaxhopar. Fördelningen av galaxer (vita konturer, överst till vänster), sett från Two Micron All Sky Survey, följer filamentstrukturen. I SLOW-simuleringen, som är designad för att återge huvuddragen i det lokala universum, återges även detta individuella system med båda grupperna och filamentryggen. (Dietl et al.2024)

Fokus på specifika röntgenobjekt

De vetenskapliga målen för eROSITA är att använda röntgenstrålar som ett sätt att detektera det heta intergalaktiska mediet på mellan 50 och 100 000 galaxhopar och grupper. Observera också den heta gasen i filamenten mellan dem. Dessa filament lyser i röntgenstrålar.

Instrumentet har också till uppgift att upptäcka anhopande svarta hål dolda i galaxer. Slutligen studerade han fysiken hos galaktiska röntgenkällor (inklusive stjärnor från före huvudsekvensen, supernovarester och röntgenbinärer).

Åtminstone en av artiklarna som publicerats med nya data från studien använder röntgendata för att begränsa kosmologiska modeller som använder galaxkluster. I en publicerad bild ser vi en filament av nyupptäckt material.

Den sträcker sig mellan en del av galaxhopen Abell 3667 och den närliggande hopen Abell 3651. Detta kan hjälpa astronomer att avgöra hur mycket materia som finns i det så kallade “varma-heta intergalaktiska mediet”. Den ger information om bildandet av storskaliga strukturer (som galaxhopar) i universum.

Den närliggande galaxhopen Jungfrun förekommer också i eRASS1-undersökningen och ger ett sätt att studera storskaliga filamentstrukturer. I synnerhet vill astronomer förstå de fysiska effekterna som verkar i utkanten av dessa enorma galaxhopar.

Med hjälp av den nya undersökningsdatan, såväl som andra bilder från himmelen, utforskade ett forskarlag strukturen i klustrets utkanter. Det inkluderade högenergiutsläpp runt galaxer och grupper inom klustret. De studerade också den så kallade “röntgenspridningen” 320 kiloparsek lång nära galaxen M49.

Utskärning som visar detaljer om Jungfruklustret i röntgenstrålar
Denna röntgenbild visar den fulla omfattningen av Jungfruklustret i röntgenstrålar som ses av eROSITA. Den ljusa vita fläcken i mitten är den centrala galaxen M87. Det disiga vita skenet runt M87 är den mycket heta gasen mellan galaxer. Den sträcker sig längre i vissa riktningar än andra och är inte cirkulär. Detta är ett bevis på att Jungfruklustret fortfarande håller på att bildas. (McCall al.2024)

Tidigare och framtida arbete med eROSITA

eROSITA har möjliggjort ett stort steg framåt inom röntgenastronomi sedan lanseringen i juni 2019. Den började fungera i oktober samma år, och ger högupplöst röntgenbild av kosmos. När jag skannade himlen, skymtade förändringar i en avlägsen kvasar ringde SMSS J114447.77-430859.3.

Dessa förändringar ger några ledtrådar om tillväxten av det svarta hålet i hjärtat av kvasaren. Han observerade förändringar i ljusstyrkavariationer i hjärtat av kvasaren, vilket indikerar att det svarta hålet sväljer en del av materialet som avleds mot dess händelsehorisont. Annat material kommer ut i form av hårda vindar.

Instrumentet upptäckte också ett nybildat svart hål i det tidiga universum och spårade förekomsten av het gas runt vår egen Vintergatan. Instrumentet tändes för första gången den 22 oktober 2019. Det är för närvarande i säkert läge och tekniker utvärderar dess hälsa och tillstånd.

Denna artikel publicerades ursprungligen av Universe Today. Läs originalartikeln.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *