Der Röntgenhimmel rückt in den Fokus
Das deutsche eROSITA-Konsortium (eROSITA-DE), zu dem auch die Universität Bonn gehört und das vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) geleitet wird, hat seinen zweiten großen öffentlichen Datensatz „eROSITA Data Release 2“ (DR2) veröffentlicht. DR2 basiert auf den ersten drei Himmelsdurchmusterungen des eROSITA-Teleskops an Bord der Spektrum-Röntgen-Gamma-Mission (SRG) und bietet den derzeit umfassendsten und sensitivsten öffentlich zugänglichen Katalog des Röntgenhimmels.
Die Analyse eines massereichen Galaxienhaufens unter Leitung der Universität Bonn zeigt, dass die theoretischen Modelle zur Entstehung des Universums weitgehend mit den Beobachtungen übereinstimmen – aber mit interessanten Abweichungen im Detail.
„Durch die Kombination von drei Himmelsdurchmusterungen liefert DR2 eine wesentlich umfassendere Bestandsaufnahme des Röntgenhimmels und eine solide Grundlage für statistische Untersuchungen“, sagt Miriam E. Ramos-Ceja, Leiterin des Bodensegments des eROSITA-Instruments und Hauptautorin der DR2-Veröffentlichung.
Fast zwei Millionen Quellen
Der DR2-Hauptkatalog enthält fast zwei Millionen Röntgenquellen, die im Energiebereich von 0,2 bis 2,3 Kiloelektronenvolt (keV) in der westlichen Hälfte des Himmels entdeckt wurden. Dazu gehören mehr als 1,9 Millionen punktförmige Quellen, vor allem Sterne und supermassereiche Schwarze Löcher, die aktiv Materie ansammeln. Aber auch rund 64.000 ausgedehnte Quellen wie Galaxienhaufen, nahegelegene Galaxien und Supernova-Überreste zählen dazu. Im Vergleich zur ersten Datenveröffentlichung hat sich die Anzahl der nachgewiesenen Quellen etwa verdoppelt (Pressemeldung zur ersten Datenveröffentlichung: https://www.uni-bonn.de/de/neues/021-2024).
Zusammen erfassen diese beiden Kataloge die Vielfalt des Röntgenuniversums, von nahen Sternen bis hin zu entfernten aktiven Galaxienkernen (AGN) und massereichen Galaxienhaufen. Viele Quellen wurden im Röntgenbereich neu identifiziert, während andere nun mit deutlich höherer Genauigkeit charakterisiert werden können.
Beobachtungen bestätigen Modelle – Details bleiben offen
Die Forschungsgruppe um Prof. Dr. Thomas Reiprich und Jakob Dietl vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn fokussiert sich in ihrem Beitrag auf die individuelle Auswertung und Analyse eines speziellen Himmelsobjekts: des Galaxienhaufens A3266. „Wir beobachten einen sehr massereichen Galaxienhaufen und den Prozess des Ansammelns von Materie entlang kosmischer Filamente“, berichtet Dietl. „Unsere Arbeitsgruppe in Bonn hat die Analyse der schwach leuchtenden Röntgenemission in den Außenbezirken dieses Galaxienhaufens geleitet und erstmals gemessen.“
Die übergeordnete Frage der Forschenden ist, wie die großskalige Materieverteilung im heutigen Universum aussieht, wie sie sich entwickelt hat, und ob sie mit theoretischen Modellen übereinstimmt. Große Objekte wie Galaxienhaufen formen sich auf kosmologischen Zeitskalen erst sehr spät. „Durch ihre Untersuchung kann man sehr viel über den gesamten Entstehungsprozess in der Vergangenheit lernen“, sagt Dietl. Deshalb ergründen die Forschenden die fadenförmigen Verbindungen (Filamente) solcher Strukturen, wie etwa in der Nähe des massereichen Galaxienhaufen A3266, und vergleichen sie mit theoretischen Vorhersagen.
„Eine interessante Erkenntnis ist, dass das Gas, das wir in den Außenbezirken des Galaxienhaufens und in den Filamenten beobachten, etwas heißer und dichter als erwartet ist und eine recht geringe Menge an schweren Elementen aufweist“, sagt Dietl. Diese Unterschiede zeigten, dass die theoretischen Modelle der Entstehung des Universums zwar grundlegend mit den Beobachtungen übereinstimmen, es aber im Detail Abweichungen zu ihren Vorhersagen gibt, die helfen können, die theoretischen Modelle weiter zu verfeinern.
Prof. Dr. Thomas Reiprich: „Die spektakulären eROSITA-Bilder von A3266 und ihre physikalische Interpretation bringen uns wieder ein Stück dem Ziel näher, die Entstehung von Galaxien und Galaxienhaufen im Universum im Detail zu verstehen.“ Der Transdisziplinäre Forschungsbereich (TRA) „Matter“ und der neue Exzellenzcluster „Our Dynamic Universe“ der Universität haben die Arbeit der Bonner Forschungsgruppe finanziert.
Weitere Informationen zu eROSITA
eROSITA ist das Instrument für weiche Röntgenstrahlung an Bord von Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG), einer gemeinsamen russisch-deutschen Wissenschaftsmission, die von der Russischen Raumfahrtagentur (Roskosmos) im Interesse der Russischen Akademie der Wissenschaften, vertreten durch ihr Institut für Weltraumforschung (IKI), und der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt wird. Das SRG-Raumfahrzeug wurde von der Lavochkin Association (NPOL) und ihren Unterauftragnehmern gebaut und wird von NPOL mit Unterstützung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik (MPE) betrieben.
Das eROSITA Teleskop wurde im Rahmen der SRG-Mission am 13. Juli 2019 ins All gebracht. Seine große Sammelfläche und sein weites Gesichtsfeld sind für eine tiefe Durchmusterung des gesamten Himmels im Röntgenbereich ausgelegt. Im Laufe von sechs Monaten (Dezember 2019 bis Juni 2020) führte SRG/eROSITA die erste Durchmusterung des gesamten Himmels bei Energien von 0,2-8 keV durch, was deutlich tiefer ist als die einzige existierende Durchmusterung des gesamten Himmels mit einem abbildenden Röntgenteleskop, die 1990 von ROSAT bei Energien von 0,1-2,4 keV durchgeführt wurde. Drei weitere Durchmusterungen des gesamten Himmels wurden zwischen Juni 2020 und Februar 2022 durchgeführt.
Das deutsche eROSITA-Konsortium wird vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) geleitet und umschließt die Dr. Karl Remeis-Sternwarte Bamberg, die Sternwarte der Universität Hamburg, das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und das Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen, mit Unterstützung des DLR und der Max-Planck-Gesellschaft. Das Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn und die Ludwig-Maximilians-Universität München nehmen als assoziierte Institutionen ebenfalls an der wissenschaftlichen Auswertung von eROSITA teil.
Die eROSITA-Daten werden mit dem vom deutschen eROSITA-Konsortium entwickelten Softwaresystem eSASS verarbeitet. eROSITA befindet sich seit Februar 2022 im Safe Mode und hat seitdem den wissenschaftlichen Betrieb nicht wieder aufgenommen.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Jakob Dietl
Argelander-Institut für Astronomie
Universität Bonn
Tel.: +49 228 73-5770
E-Mail: J.Dietl@uni-bonn.de
Originalpublikation:
J. Dietl, A. Veronica, T. H. Reiprich, F. Pacaud, Y. Zhao, J. S. Sanders, B. Seidel, M. C. H. Yeung, K. Dolag, and E. Gatuzz: A study of the large-scale formation in the environment of A3266 Infalling Groups, Filaments, and a Pre-Merger Cold Front, Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/202660862
Vorabveröffentlichung auf ArXiv:
Weitere Informationen:
https://erosita.mpe.mpg.de/dr2/ DR2-Website
https://www.mpe.mpg.de/8215774/news20260731 MPE-Pressemitteilung
https://arXive: https://arxiv.org/abs/2607.28140
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