Doppelter Blick ins Röntgenuniversum: Zwei Millionen kosmische Quellen katalogisiert
Fast zwei Millionen Quellen machen den jüngsten eROSITA-Katalog zur bisher umfassendsten öffentlichen Bestandsaufnahme des hochenergetischen Universums. Die Daten zeigen, wo Schwarze Löcher wachsen, Sterne extreme Prozesse durchlaufen und sich die größten kosmischen Strukturen verteilen.
Der zweite große öffentliche Datenrelease (DR2) des deutsch geführten Röntgenteleskops eROSITA basiert auf den ersten drei vollständigen Himmelsdurchmusterungen. Während insgesamt 556 Beobachtungstagen wurden auch schwächere Quellen sichtbar, die frühere Untersuchungen nicht erfassen konnten. Damit wächst die Zahl der bekannten kosmischen Röntgenquellen nahezu auf das Doppelte.
„DR2 ist das beste Inventar des Röntgenhimmels, das wir bisher haben, und öffnet die Tür für robuste statistische Studien kosmischer Populationen“, sagt Miriam E. Ramos-Ceja, Ground Segment Managerin des Instruments und Erstautorin der DR2-Veröffentlichung.
Zwei Millionen Blicke auf extreme Materie
Mehr als 1,9 Millionen der Einträge sind punktförmige Quellen. Dazu zählen vor allem aktive supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren ferner Galaxien sowie Sterne der Milchstraße. Die Schwarzen Löcher lassen darauf schließen, wie Galaxien über Milliarden Jahre wachsen und sich verändern. Die stellaren Quellen darunter ermöglichen es, Sternaktivität und -entwicklung zu beobachten.
Weitere rund 64.000 Objekte erscheinen ausgedehnt. Darunter befinden sich massereiche Galaxienhaufen, nahe Galaxien und die leuchtenden Überreste von Sternexplosionen, also Supernovaüberreste. Besonders Galaxienhaufen sind für die Forschung wichtig: Sie zeichnen die großräumige Struktur des Universums nach und helfen dabei, den Einfluss von Dunkler Materie und Dunkler Energie auf dessen Entwicklung zu untersuchen.
Röntgenstrahlung macht dabei Bereiche sichtbar, die im normalen Licht verborgen bleiben. Materie kann sich auf ihrem Weg in ein Schwarzes Loch auf Millionen Grad erhitzen. Auch Neutronensterne, Supernovaüberreste und riesige Reservoirs heißen Gases in Galaxienhaufen senden intensive Röntgenstrahlung aus.
Röntgen-, Licht- und Infrarotbeobachtungen
Die Stärke des Datensatzes liegt nicht nur in seiner Größe, sondern auch in seiner Einheitlichkeit. Rund zwei Millionen Quellen, die unter vergleichbaren Bedingungen beobachtet wurden, erlauben statistische Vergleiche über verschiedene Objektklassen hinweg. So können Forscher das Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher verfolgen, Galaxienhaufen kartieren und nach seltenen oder bisher übersehenen Phänomenen suchen.
Für viele Röntgenquellen enthält DR2 zudem optische und infrarote Gegenstücke. Dadurch lässt sich besser bestimmen, ob es sich um einen nahen Stern, eine entfernte Galaxie, ein aktiv gespeistes Schwarzes Loch oder ein anderes energiereiches Objekt handelt. Wo solche Zuordnungen vorliegen, entfallen rund 88 Prozent auf ferne Galaxien mit aktiv gefütterten supermassereichen Schwarzen Löchern.
„Die Röntgendetektion ist nur der erste Schritt“, sagt Mara Salvato, eROSITA-Sprecherin und Vorsitzende der Arbeitsgruppe für Folgebeobachtungen. Durch die Verknüpfung mit Gegenstücken anderer Wellenlängen lasse sich klären, „was diese Objekte sind, wo sie auf der kosmischen Entfernungsleiter liegen“ und wie sich beispiellos große, sauber definierte Stichproben erstellen lassen.
Obwohl eROSITA Anfang 2022 seine wissenschaftlichen Beobachtungen eingestellt hat, reichen die gesammelten Himmelsdurchmusterungen für weitere Veröffentlichungen. Die nächste Datenfreigabe, DR3, ist für 2028 geplant. Zugleich bildet der Katalog insgesamt eine wichtige Referenz für künftige Beobachtungen – und für neue Fragen zur Entwicklung des Universums.