Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) haben die erste vollständige Himmelsdurchmusterung mit ROSAT erneut analysiert, um ein neues Bild des Röntgenhimmels zu erhalten. Gleichzeitig stellen sie nun eine überarbeitete und erweiterte Version des Katalogs heller und schwacher Punktquellen vor. Der jetzt veröffentlichte „2RXS-Katalog" ist der derzeit tiefste und sauberste Atlas für Röntgenquellen am Himmel bis zum Start des neuen Röntgensatelliten eROSITA, der derzeit am MPE fertig gestellt wird.
Abb.: Diese Projektion zeigt die Verteilung der 2RXS-Quellen am Himmel in galaktischen Koordinaten. Die Größe der einzelnen Punkte zeigt die Zählrate (Helligkeit) jeder Quelle, die Farben repräsentieren die Röntgenfarben. (Bild: MPE)
In den 1990er Jahren führte der ROSAT-Satellit die erste, tiefe vollständige Himmelsdurchmusterung mit einem abbildenden Röntgenteleskop im Energieband 0,1 bis 2,4 keV durch und vergrößerte die Zahl der bekannten Röntgenquellen um einen Faktor 100. Das Ziel des neuen Katalogs war es nun, die Zuverlässigkeit des Katalogs zu verbessern. Hierfür analysierten die Wissenschaftler am MPE erneut die ursprünglichen Photon-Ereignisdaten, wobei ein weiterentwickelter Erkennungsalgorithmus sowie ein vollständiges Screening-Verfahren zum Einsatz kamen.
Ein wichtiges Merkmal des neuen Katalogs ist eine statistische Bewertung, wie zuverlässig der Nachweis einer Quelle ist. Da das ROSAT PSPC-Instrument extrem empfindlich ist und ein geringes Hintergrundrauschen aufweist, lassen sich kosmische Röntgenquellen durch den Nachweis von nur wenigen Photonen identifizieren. Diese sind allerdings manchmal nur schwer von zufälligen Fluktuationen zu unterscheiden – deshalb enthält der neue Katalog eine Abschätzung zu diesem Effekt, die auf simulierten Daten beruht.
Der Katalog enthält auch mehr als nur eine Liste der Quellen, wie zum Beispiel Röntgenbilder mit überlagerten Röntgenkonturlinien für jede der Detektionen. Für viele Quellen haben die Forscher Röntgenlichtkurven erstellt, die zeigen, wie stark die Helligkeit einer Quelle im Tagesverlauf schwankt. Für die hellsten Röntgenquellen wurden die Spektren auf der Grundlage von drei einfachen spektralen Modellen modelliert: einem Potenzgesetz, einem thermischen Plasma sowie einem Schwarzkörper-Emissionsmodell. Hiermit kann man unterscheiden, um was für eine kosmische Röntgenquelle es sich handelt: leistungsfähige, akkretierende schwarze Löcher; riesige Galaxienhaufen; aktive Sterne; sowie die Überreste von Sternen, die als Supernova explodierten.
Mit dem neuen Katalog können die Astrophysiker diese Objekte am Röntgenhimmel nicht nur mit mehr Vertrauen untersuchen, sie haben nun auch beträchtlich mehr Informationen. Darüber hinaus fließen die Erfahrungen, die die Hochenergiegruppe am MPE bei dem neuen Röntgenquellenkatalog der ROSAT-Himmelsdurchmusterung gesammelt hat, in die Datenreduktionsanalyse und die wissenschaftliche Auswertung der bevorstehenden eROSITA-Himmelsdurchmusterung ein. Derzeit befindet sich das eROSITA-Röntgenteleskop am MPE im Bau und wird 2017 starten, um den gesamten Himmel mit noch höherer Präzision als ROSAT zu durchmustern, um so 30-mal tiefer ins Universum vorzustoßen. Eines der Hauptziele von eROSITA ist es, die Verteilung von etwa 100.000 Galaxienhaufen zu messen, die jeweils Tausende von Galaxien enthalten. Der 2RXS-Katalog ist die tiefste und zuverlässigste Röntgen-Himmelsdurchmusterung vor eROSITA.
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