Der Röntgenhimmel rückt in den Fokus– eROSITA-DE veröffentlicht seine zweite Sammlung öffentlicher Quellenkataloge

Der Hauptkatalog DR2 enthält fast zwei Millionen Röntgenquellen, die im Energiebereich von 0,2–2,3 keV in der westlichen Hälfte des Himmels entdeckt wurden. Dazu gehören mehr als 1,9 Millionen punktförmige Quellen, vor allem Sterne und Materie aufsammelnde supermassereiche Schwarze Löcher, sowie rund 64.000 ausgedehnte Quellen wie Galaxienhaufen, nahegelegene Galaxien und Supernova-Überreste. Im Vergleich zur ersten Datenveröffentlichung von 2024 hat sich die Anzahl der nachgewiesenen Quellen etwa verdoppelt. Ein separater Katalog bei höheren Energien (2,3–5,0 keV) ergänzt den Hauptkatalog um fast 15.000 Quellen. Bei den darin aufgeführten Quellen handelt es sich um sehr energiereiche Systeme, deren niederenergetische Strahlung absorbiert ist.

„Mit jeder weiteren Himmelsdurchmusterung entdecken wir Quellen, die zuvor unterhalb der Nachweisgrenze lagen“, sagt Miriam E. Ramos-Ceja, Leiterin des Ground Segments von eROSITA und Erstautorin der DR2-Publikation. „Durch die Kombination der ersten drei Durchmusterungen liefert DR2 ein wesentlich vollständigeres Bild des Röntgenhimmels und schafft eine belastbare Grundlage für statistische Untersuchungen der unterschiedlichsten Quellenpopulationen.“

Als eines der Kerninstitute des deutschen eROSITA-Konsortiums hat das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) erneut wesentliche Beiträge zur Datenverarbeitung und wissenschaftlichen Auswertung geleistet. Am AIP wurden die Verfahren zur zuverlässigen Identifikation von Röntgenquellen kontinuierlich weiterentwickelt. Darüber hinaus verantwortet das AIP den sogenannte Upper Limit Service. Dieser ermöglicht es Forschenden, für jede beliebige Position am Himmel die maximale Röntgenhelligkeit einer Quelle zu bestimmen, die mit eROSITA noch unentdeckt geblieben wäre. Solche Empfindlichkeitsinformationen sind entscheidend, um nicht nachgewiesene Quellen statistisch korrekt zu berücksichtigen und bekannte oder neu entdeckte astronomische Objekte mit den eROSITA-Daten zuverlässig zu vergleichen. Der Upper Flux Limit VAC gehört damit zu den zentralen Mehrwertprodukten der zweiten Datenveröffentlichung.

„Wir stellen der wissenschaftlichen Gemeinschaft nun einen außergewöhnlich leistungsstarken Datensatz zur Verfügung“, sagt Andrea Merloni, Projektleiter von eROSITA am Garchinger Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) und Axel Schwope, Projektleiter am AIP, fügt hinzu: „Von seltenen Objekten bis hin zu groß angelegten Populationsstudien – DR2 wird die Röntgenastronomie in den kommenden Jahren prägen.“

„Die Kombination aus der Vielzahl neu entdeckter Quellen, der verbesserten Datenqualität und den am AIP entwickelten Analysewerkzeugen eröffnet enorme Möglichkeiten“, ergänzt Georg Lamer vom AIP, der die Software zur Datenverarbeitung für eROSITA maßgeblich entwickelt und an die Anforderungen angepasst hat.

Die Veröffentlichung DR2 von eROSITA fällt mit der zwanzigsten Datenveröffentlichung des Sloan Digital Sky Survey (SDSS DR20) zusammen, die sehr umfangreiche spektroskopische Daten zu eROSITA-Quellen enthält. Zusammen stellen diese Datensätze den Höhepunkt einer fast zehnjährigen Zusammenarbeit zwischen dem deutschen eROSITA-Konsortium und der SDSS-Kollaboration dar.

Beispiele dafür finden sich jetzt schon in den die Datenveröffentlichung begleitenden 10 wissenschaftlichen Publikationen, von denen zwei federführend am AIP entstanden sind (Brink et al, Schwope et al). In sehr breit angelegter internationaler Kollaboration wurde die größte Sammlung kompakter Doppelsterne mit Materieaustausch zwischen den Sternen („Kannibalensterne“) vorgestellt. Derlei Objekte sind vermutlich für das schwache Röntgenleuchten aus der Scheibe unserer Milchstrasse verantwortlich.

Seit Beginn des wissenschaftlichen Betriebs im Dezember 2019 durchmustert eROSITA den gesamten Himmel im Abstand von jeweils sechs Monaten. Für die nun veröffentlichte Datenfreigabe wurden die ersten drei Himmelsdurchmusterungen kombiniert, wodurch deutlich lichtschwächere Quellen nachgewiesen werden können als noch in der ersten Datenveröffentlichung. Die neuen Daten verdoppeln die Zahl der bekannten Röntgenquellen nahezu und eröffnen der weltweiten Wissenschaftsgemeinschaft neue Möglichkeiten, das hochenergetische Universum zu erforschen.