已知宇宙一半的新地图闪耀着宇宙能量

eROSITA 空间望远镜的首批 X 射线图像展示了超过一百万个能量源。
Two different versions of the eROSITA map. Extended X-ray emissions (left) and point-like X-ray sources (right).
eROSITA 地图的两个不同版本。左图为扩展 X 射线辐射,右图为点状 X 射线源。© MPE, J. Sanders (eROSITA 联盟)

2月1日,天文学家和宇宙学家团队公布了 eROSITA 天空巡天 的首批数据。这些数据包含了一幅以 X 射线光 拍摄 的、覆盖宇宙一半区域的宇宙地图。来自德国和俄罗斯机构的科学家们使用了位于拉格朗日 L2 点的 eROSITA 空间望远镜,该望远镜靠近 詹姆斯·韦伯太空望远镜。这个软 X 射线成像望远镜生成了覆盖西半球天空的详细 X 射线图像。该地图包含了近一百万个宇宙能量源,其中包括超过 700,000 个正在吞噬星系中心的 超大质量黑洞

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这项名为 eROSITA 全天巡天目录 (eRASS1) 的新巡天是迄今为止最大的宇宙最强能量源目录。数据是 在 2019 年 12 月 12 日至 2020 年 6 月 11 日期间 收集的。据德国马克斯·普朗克地外物理研究所的团队称,eROSITA 能够捕获 1.7 亿个被称为 光子 的 X 射线光粒子。通过测量每个光子的能量和到达时间,天文学家们得以构建出一幅详细的宇宙地图。该团队通过处理和校准望远镜探测到的光子,并以明亮和弥漫的背景为参考,完成了这项工作。

除了超过 900,000 个 X 射线源和超大质量黑洞外,该地图还包含银河系中约 180,000 颗 X 射线发射星 和 12,000 个 星系团。它还包括一些不太常见的物体,如脉冲星、双星 和超新星遗迹。该巡天还展示了一些 宇宙网丝。这些热气体团是宇宙中已知最大的结构,并将星系连接成团。

Half of the X-ray sky, projected onto a circle (so-called Zenit Equal Area projection) with the center of the Milky Way on the left and the galactic plane running horizontally. Photons have been color-coded according to their energy (red for energies 0.3-0.6 keV, green for 0.6-1 keV, blue for 1-2.3 keV). CREDIT: © MPE, J. Sanders for the eROSITA consortium.
X 射线天空的一半,投影到一个圆上(所谓的等面积方位角投影),银河系中心在左侧,银河平面水平贯穿。光子已根据其能量进行了颜色编码(红色代表 0.3-0.6 keV 能量,绿色代表 0.6-1 keV 能量,蓝色代表 1-2.3 keV 能量)。图片来源:© MPE, J. Sanders (eROSITA 联盟)。

“这些是 X 射线天文学领域令人震惊的数字,”eROSITA 主要研究员兼首篇论文的合著者 Andrea Merloni 在一份 声明 中表示。“我们在 6 个月内探测到的源比大型旗舰任务 XMM-Newton 和 Chandra 在近 25 年的运行中所探测到的还要多。”

此次数据发布伴随着约 50 篇科学论文,加上已发表的 200 篇使用 eROSITA 望远镜撰写的研究。该望远镜的主要目标是利用星系团来观测 暗能量 如何加速 宇宙的膨胀

从 eRASS1 收集到的海量数据宝库可能为宇宙学中一些最大的问题提供答案,即宇宙是如何演化的,以及为什么空间正在以 越来越快的速度 膨胀。此次数据发布还精确指出了天空接收到 单个光子 的位置、光子到达的时间以及它们包含的能量。这有助于提高地图的精度。

eROSITA 联盟公布了用于分析望远镜数据以及超出 X 射线数据范围的目录所需的软件。

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“我们付出了巨大的努力来发布高质量的数据和软件,”eROSITA 运营团队负责人 Iriam Ramos-Ceja 在一份 声明 中说。“我们希望这将扩大全球使用高能数据进行研究的科学家群体,并有助于推动 X 射线天文学的前沿发展。”

eROSITA 在 2020 年 6 月至 2022 年 2 月期间进行了另外三次扫描,但由于俄罗斯入侵乌克兰,该项目 被搁置。基于对星系团的深入分析的额外宇宙学结果预计将在 二月中旬 发布。新发布科学出版物的完整列表可以在 此处 找到。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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