Pendant 182 jours, le télescope à rayons X eROSITA a achevé son premier balayage complet du ciel qu'il a entrepris il y a environ un an. Cette nouvelle carte du chaud, l'univers énergétique contient plus d'un million d'objets, doublant à peu près le nombre de sources connues de rayons X découvertes au cours des 60 ans d'histoire de l'astronomie aux rayons X. La plupart des nouvelles sources sont des noyaux galactiques actifs à des distances cosmologiques, marquant la croissance de gigantesques trous noirs au cours du temps cosmique.

Un million de sources de rayons X révélant la nature de l'univers chaud, c'est l'impressionnante récolte du premier balayage de l'ensemble du ciel avec le télescope eROSITA à bord de SRG. "Cette image de tout le ciel change complètement la façon dont nous regardons l'univers énergétique, " dit Peter Predehl, le chercheur principal d'eROSITA à l'Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE). "Nous voyons une telle richesse de détails, la beauté des images est vraiment époustouflante."

Cette première image complète du ciel d'eROSITA est environ quatre fois plus profonde que la précédente étude du ciel réalisée par le télescope ROSAT il y a 30 ans, et a produit environ 10 fois plus de sources :environ autant que celles découvertes par tous les télescopes à rayons X passés combinés. Et tandis que la plupart des classes d'objets astronomiques émettent des rayons X, l'Univers chaud et énergétique est très différent de celui vu par les télescopes optiques ou les radiotélescopes. En regardant à l'extérieur du corps de notre Galaxie, la plupart des sources eROSITA sont des noyaux galactiques actifs, l'accumulation de trous noirs supermassifs à des distances cosmologiques, entrecoupées d'amas de galaxies, qui apparaissent comme des halos de rayons X étendus brillant grâce aux gaz chauds confinés par leurs énormes concentrations de matière noire. L'image de tout le ciel révèle dans des détails exquis la structure du gaz chaud dans la Voie lactée elle-même, et le milieu circum-galactique, qui l'entoure, dont les propriétés sont essentielles pour comprendre l'histoire de la formation de notre Galaxie. La carte radiographique eROSITA révèle également des étoiles avec une forte, couronne chaude magnétiquement active, étoiles binaires à rayons X contenant des étoiles à neutrons, trous noirs ou naines blanches, et des restes de supernova spectaculaires dans notre propre galaxie et dans d'autres galaxies proches telles que les nuages ​​de Magellan.

"Nous attendions tous avec impatience la première carte du ciel d'eROSITA, " dit Mara Salvato, le scientifique de MPE qui dirige l'effort pour combiner les observations eROSITA avec d'autres télescopes à travers le spectre électromagnétique. "De vastes zones du ciel ont déjà été couvertes à de nombreuses autres longueurs d'onde, et maintenant nous avons les données radiographiques correspondantes. Nous avons besoin de ces autres relevés pour identifier les sources de rayons X et comprendre leur nature. » Le relevé est aussi un trésor de phénomènes rares et exotiques, incluant de nombreux types de transitoires et de variables, comme les fusées éclairantes d'objets compacts, fusion d'étoiles à neutrons, et des étoiles avalées par des trous noirs. "eROSITA voit souvent des rafales inattendues de rayons X du ciel, " poursuit Salvato. " Nous devons alerter immédiatement les télescopes au sol pour comprendre ce qui les produit. "

L'assemblage de l'image a été une tâche colossale. Jusque là, l'équipe d'exploitation a reçu et traité environ 165 Go de données collectées par les sept caméras d'eROSITA. Bien que relativement petit par rapport aux normes de « big data » sur le terrain, l'exploitation de cet instrument complexe dans l'espace présentait ses propres défis particuliers. "Nous contrôlons et surveillons quotidiennement l'état de l'instrument, en coopération avec nos collègues à Moscou qui exploitent le vaisseau spatial SRG", explique Miriam Ramos-Ceja, membre de l'équipe d'exploitation eROSITA de MPE. « Cela signifie que nous pouvons réagir rapidement à toute anomalie. Nous avons été en mesure de réagir immédiatement pour assurer la sécurité de l'instrument, tout en collectant des données avec une efficacité d'environ 97 %. C'est incroyable de pouvoir communiquer en temps réel avec un instrument situé à 1,5 million de kilomètres !" La liaison descendante des données a lieu quotidiennement. "Nous effectuons des contrôles de qualité immédiats sur les données", elle continue, "avant qu'il ne soit traité et analysé par les équipes en Allemagne et en Russie."

Alors que l'équipe est maintenant occupée à analyser cette première carte du ciel et à utiliser les images et les catalogues pour approfondir notre compréhension de la cosmologie et des processus astrophysiques à haute énergie, le télescope continue son balayage du ciel à rayons X. « L'Observatoire SRG entame maintenant sa deuxième enquête tout ciel, qui sera achevé d'ici la fin de cette année", dit Rachid Sunyaev, Scientifique principal de l'équipe russe SRG. "Globalement, au cours des 3,5 prochaines années, nous prévoyons d'obtenir sept cartes similaires à celle vue dans cette belle image. Leur sensibilité combinée sera supérieure d'un facteur cinq et sera utilisée par les astrophysiciens et les cosmologues pendant des décennies."

Kirpal Nandra, chef du groupe d'astrophysique des hautes énergies au MPE, ajoute « Avec un million de sources en seulement six mois, eROSITA a déjà révolutionné l'astronomie aux rayons X, mais ce n'est qu'un avant-goût de ce qui est à venir. Cette combinaison de surface du ciel et de profondeur est transformationnelle. Nous échantillonnons déjà un volume cosmologique de l'Univers chaud beaucoup plus grand qu'il n'était possible auparavant. Au cours des prochaines années, nous pourrons sonder encore plus loin, là où se formaient les premières structures cosmiques géantes et les trous noirs supermassifs."