Instrumentul eROSITA, un telescop care măsoară raze X, a reuşit să realizeze o nouă hartă a Universului în raze X, mai sensibilă decât cea obţinută în anii ’90 cu ROSAT. Multe surse de raze X, precum găurile negre masive, stele cu câmpuri magnetice intense şi clustere de galaxii, au fost observate pentru prima dată.

De obicei când ne gândim la imagini ale Universului avem în minte imaginile obţinute cu telescoape care „văd” lumina la fel ca ochii noştri. Lumina vizibilă însă este doar o mică parte din spectrul radiaţiei electromagnetice. Există însă şi radiaţii cu lungime de undă mult mai mică, deci cu energie mai mare, cum ar fi razele X – cele care sunt folosite inclusiv în radiografiile ce ni se fac la dentist sau atunci când ne rupem mâna sau un picior. Fotonii razelor X au energii de mii de ori mai mari decât lumina vizibilă, ochii noştri nefiind însă în stare să vadă acest tip de fotoni. În Univers însă mare parte a corpurilor cosmice emit radiaţii X – care nu neapărat ne arată o imagine identică cu cea vizibilă, ba dimpotrivă, există obiecte care sunt vizibile mult mai intens cu razele X. Tocmai pentru a măsura aceste raze X care provin din Univers, în iulie 2019 a fost lansat la bordul misiunii spaţiale ruso-germane „Spectrum-Roentgen-Gamma” (SRG) instrumentul eROSITA. Recent, primele 6 luni de date măsurate cu eROSITA au fost analizate şi o nouă hartă a Universului în raze X prezentată public. În nouă hartă sunt incluse obiecte care emit în raze X cu intensitate mai mică de patru ori decât ceea ce se cunoştea până acum, pe baza datelor obţinute în anii ’90 cu telescopul spaţial ROSAT.

Cum se vede deci Universul în raze X? În noua hartă sunt catalogate circa 1.1 milioane de surse de raze X, dublându-se astfel numărul surselor cunoscute.

Mare parte dintre sursele de raze X, circa 77%, sunt reprezentate de găurile negre masive care devorează materia ce le înconjoară. Aceste găuri negre se află la distanţe enorme faţă de noi – miliarde de ani lumină, în aşa-numitele AGN (Active Galacti Nuclei). Stelele şi, în general, materia capturate de aceste găuri negre orbitează în jurul acestora, accelerând la viteze apropiate de cea a luminii, generând câmpuri electromagnetice intense, deci şi radiaţie, precum raze X, extrem de intense. Studiul acestor găuri negre cu ajutorul razelor X ne poate ajuta să înţelegem mai bine mecanismele care au loc atunci când materia cade într-o gaură neagră, fiind capturată de câmpul gravitaţional al acesteia.

20% din obiectele care emit raze X sunt stele din galaxia noastră, care au câmpuri magnetice deosebit de intense. Printre acestea se numără şi stele de neutroni sau pitice albe, precum şi ceea ce rămâne din explozia unei supernove. Astfel, se văd imagini în raze X a ceea ce a rămas după ce acum 12.000 ani o supernovă, VelaA, a explodat, la 800 de ani lumină faţă de noi; Vela este una dintre cele mai intense surse de raze X de pe cer, şi în urma exploziei a rămas o stea de neutroni.

Clusterele de galaxii, aducă grupări de galaxii, reprezintă circa 2% din obiectele măsurate. Aceste clustere sunt vizibile în raze X deoarece gazul cald care uneşte galaxiile în cluster emite raze X, pe care le putem măsura. Studiul clusterelor de galaxii este foarte important, întrucât ne poate ajuta să înţelegem mai bine cum au luat naştere şi cum au evoluat structurile în Univers. În plus, contribuie la studiul materiei întunecate, întrucât distribuţia galaxiilor şi a clusterelor de galaxii depinde la rândul ei de distribuţia materiei întunecate în Univers.

eROSITA a început o nouă perioadă de măsurători, alte 6 luni, care vor contribui la realizarea unei hărţi în raze X ale Universului şi mai sensibilă decât cea pe care o avem în prezent. Noua măsurătoare va ajuta nu doar la realizarea unei hărţi mai detaliate şi mai sensibile, ne va ajuta şi să vedem cum evoluează în timp emisia în raze X ale diverselor ovbiecte care strălucesc în această lungime de undă.

[Articol scris de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesor la Colegiului Naţional “Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe]