科幻小说中有一个古老的比喻,说某人突然获得了 X 射线视觉并能看穿固体物体。事实证明,对于我们的 Mark I 眼球而言,这在物理上是不可能的。然而,天文学家找到了解决这一挑战的方法,让我们可以用 X 射线视觉来研究宇宙。
它被称为 X 射线天文学,已经存在 60 年了。它揭示了宇宙中一些最活跃、最暴力的事件和物体。其中包括明亮的类星体、超新星爆炸、星系之间的热气流以及炽热的年轻恒星等。
最近,马克斯·普朗克地外物理研究所 eROSITA 联盟的天文学家公布了 eROSITA 巡天的最新 X 射线数据。它覆盖了一半的 X 射线天空,揭示了 900,000 个不同 X 射线源的信息。
这比 X 射线天文学几十年历史中探测到的所有探测器都要多,包括钱德拉和其他轨道天文台的发现。
关于 eROSITA
eROSITA 是 Spectrum-RG 卫星上的软 X 射线成像望远镜。它的第一次全天空调查称为 eRASS1,从 2019 年 12 月 12 日开始,历时 7 个多月进行。
在最灵敏的设置下,该望远镜检测到了 1.7 亿个 X 射线光子。这使得相机能够测量它们的能量和到达时间。
由首席研究员安德里亚·梅洛尼 (Andrea Merloni) 领导的天文学团队整理了第一个发布的数据目录。他们还根据他们的发现发表了 50 多篇新的科学论文。
完成第一次勘测后,该仪器在 2020 年 6 月至 2022 年 2 月期间对整个天空又进行了三次扫描。大量 X 射线数据将很快发布。下面的视频解释了有关该任务的更多信息。
eROSITA 的 X 射线源库
X射线天文学专注于宇宙中炽热高能的物体和事件。这些将是星系的核心(其中超大质量潜伏)、超新星爆炸、新生恒星以及其他物质被加热到高温的地方。
这个初步数据 eRASS1 数据集精确定位了银河系中约 710,000 个超大质量黑洞、180,000 个发射 X 射线的恒星以及 12,000 个星系团。它还涵盖了少量其他奇异来源,例如发射 X 射线的双星、超新星遗迹、和其他物体。
eROSITA 首席研究员兼 eROSITA 目录论文的第一作者 Andrea Merloni 表示:“对于 X 射线天文学来说,这些数字令人惊叹。” “我们在 6 个月内发现的源头比 XMM-Newton 和 Chandra 大型旗舰任务在近 25 年的运行中完成的任务还要多。”
eROSITA 首次发布的数据是对天空中多种 X 射线能量的丰富、“多层次”观察。每个能级都告诉天文学家有关发射 X 射线的物体和事件的信息。而且,对于每组图像和数据,该联盟都提供了更多信息。
有源类别、天空位置、能量和光子到达仪器的精确到达时间的列表。
“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 Miriam Ramos-Ceja 补充道。 “我们希望这将扩大全世界从事高能数据研究的科学家的基础,并有助于推动 X 射线天文学的前沿。”
瞄准特定 X 射线物体
eROSITA 的科学目标是使用 X 射线来探测 50 至 100,000 个星系团和星系团的热星系间介质。它还观察它们之间的细丝中的热气体。这些细丝在 X 射线下发光。
该仪器的任务还包括探测隐藏在星系中的吸积黑洞。最后,它研究了银河系X射线源(包括前主序星、超新星遗迹和X射线双星)的物理学。
与新调查数据一起发布的至少一篇论文使用 X 射线数据来约束使用星系团的宇宙学模型。在一张发布的图片中,我们看到了一种新发现的材料丝。
它延伸在星系团 Abell 3667 的一部分和附近的星系团 Abell 3651 之间。这可能有助于天文学家确定所谓的“暖热星系间介质”中存在多少物质。它可以深入了解宇宙中大型结构(如星系团)的形成。
附近的处女座星系团也出现在 eRASS1 巡天中,并提供了一种研究大规模丝状结构的方法。天文学家特别希望了解这些巨大星系团外围的物理效应。
利用新的调查数据以及其他全天空图像,科学团队探索了星团外围的结构。这包括星系周围和星系团内的高能排放。他们还研究了 M49 星系附近所谓的 320 千秒差距长的“X 射线延伸”。
eROSITA 过去的工作和未来
eROSITA 自 2019 年 6 月推出以来,实现了 X 射线天文学的巨大飞跃。它于当年 10 月开始运行,提供宇宙的高分辨率 X 射线视觉。当它扫描天空时, 它瞥见了遥远类星体的变化 称为 SMSS J114447.77-430859.3。
这些变化为我们的成长提供了一些线索在类星体的中心。它观察到类星体中心亮度变化的变化,表明黑洞吞噬了一些误入其事件视界的物质。其他物质以强风的形式逸出。
该仪器还探测到了早期宇宙中新形成的黑洞,并追踪了我们银河系周围热气体的存在。该仪器于 2019 年 10 月 22 日首次亮起。目前,它处于安全模式,技术人员正在评估其健康状况。