Quase dois milhões de fontes de raios X acabam de ser disponibilizadas para astrônomos de todo o mundo em um dos maiores levantamentos já produzidos do Universo de alta energia.
Os dados fazem parte da segunda grande divulgação pública do eROSITA, telescópio de raios X instalado no observatório espacial Spektr-RG. Conhecido como DR2, o novo catálogo praticamente dobra o número de fontes disponibilizadas na primeira versão e permite investigar desde estrelas relativamente próximas até buracos negros supermassivos ativos a bilhões de anos-luz.
O levantamento reúne dados das três primeiras varreduras do céu realizadas pelo eROSITA e representa atualmente o inventário público mais abrangente do céu em raios X produzido pelo instrumento.
O catálogo principal contém 1.975.540 fontes, detectadas entre 0,2 e 2,3 keV. A grande maioria aparece como fonte pontual nas observações, incluindo estrelas e núcleos de galáxias alimentados por buracos negros supermassivos em acreção.
Aproximadamente 64 mil são fontes extensas, categoria que inclui aglomerados de galáxias, galáxias próximas e remanescentes de supernovas.
Existe ainda um catálogo complementar com 15.980 fontes detectadas em raios X mais energéticos, entre 2,3 e 5,0 keV. Essas observações são particularmente úteis para encontrar sistemas muito energéticos ou fortemente obscurecidos que podem ser mais difíceis de identificar em energias menores.
O eROSITA começou suas operações científicas em dezembro de 2019 e foi projetado para realizar sucessivas varreduras de todo o céu.
A cada passagem, novas observações eram acrescentadas às anteriores, aumentando gradualmente a quantidade de dados disponível para cada região e permitindo detectar objetos cada vez mais fracos.
O DR2 combina 556 dias de observações, realizadas entre 12 de dezembro de 2019 e 16 de junho de 2021.
Esse período corresponde às três primeiras varreduras completas realizadas pelo telescópio.
Ao combinar essas observações, os astrônomos conseguiram alcançar fontes de raios X mais fracas do que aquelas presentes no primeiro lançamento público, baseado apenas na primeira varredura.
Existe, porém, uma particularidade importante.
Embora o eROSITA tenha realizado varreduras de todo o céu, os dados científicos foram divididos entre os consórcios alemão e russo responsáveis pela missão. O DR2 divulgado pelo consórcio alemão corresponde ao hemisfério galáctico ocidental, região sobre a qual o eROSITA-DE possui os direitos de exploração científica.
Mesmo limitado a essa metade do céu, o número de objetos é enorme.
Raios X estão associados a alguns dos ambientes mais energéticos do cosmos.
Estrelas podem produzir essa radiação em suas coroas. Remanescentes de supernovas apresentam gás extremamente quente. Aglomerados de galáxias contêm enormes reservatórios de plasma que também brilham em raios X.
Mas uma parcela importante das fontes distantes encontradas pelo eROSITA está associada a núcleos galácticos ativos.
Nesses sistemas, um buraco negro supermassivo está acumulando matéria. Antes de atravessar o horizonte de eventos, parte desse material forma estruturas extremamente quentes ao redor do buraco negro e libera enormes quantidades de energia, incluindo raios X.
Por isso, levantamentos como o eROSITA funcionam também como uma poderosa ferramenta para localizar buracos negros supermassivos que estão passando por fases de crescimento.
Encontrar uma fonte de raios X é apenas o começo.
Para determinar sua natureza, os astrônomos precisam descobrir qual objeto observado em outros comprimentos de onda corresponde àquela emissão.
É por isso que o DR2 não trabalha isoladamente.
O novo lançamento inclui seis catálogos adicionais que relacionam as detecções em raios X com prováveis contrapartes observadas no visível e no infravermelho.
Essa combinação permite identificar melhor as fontes, estimar suas distâncias e separar diferentes populações de objetos.
O resultado é que os astrônomos podem deixar de olhar apenas para milhões de pontos emissores de raios X e começar a reconstruir quais objetos existem por trás deles.
A divulgação do DR2 ocorreu praticamente ao mesmo tempo que outro importante conjunto de dados astronômicos.
Em 30 de julho, o Sloan Digital Sky Survey anunciou seu 20º lançamento de dados, o DR20.
Uma das áreas do projeto atual, conhecida como Black Hole Mapper, está realizando observações espectroscópicas de grandes populações de núcleos galácticos ativos e quasares.
Parte desse trabalho foi planejada justamente para acompanhar fontes selecionadas pelo eROSITA.
Isso cria uma combinação particularmente poderosa.
O eROSITA encontra objetos brilhantes em raios X, muitos deles associados a buracos negros supermassivos em crescimento. O SDSS obtém espectros da luz desses objetos, ajudando a determinar características como distância, composição e propriedades físicas.
Com essas informações, os pesquisadores podem construir uma visão tridimensional da distribuição de grandes populações de buracos negros ativos.
Uma das aplicações do novo catálogo é investigar como a atividade dos buracos negros supermassivos mudou ao longo da história do Universo.
Objetos muito distantes são particularmente importantes porque sua luz levou bilhões de anos para chegar até nós. Observá-los significa enxergar fases muito antigas da evolução cósmica.
A análise do DR2 encontrou uma população de núcleos galácticos ativos luminosos em grandes distâncias que chama a atenção dos pesquisadores.
Os resultados indicam que buracos negros em rápido crescimento no Universo distante podem ter sido mais abundantes do que algumas estimativas anteriores sugeriam.
Isso não significa que o eROSITA tenha descoberto agora que existiam buracos negros supermassivos no Universo primitivo. Eles já eram conhecidos.
O que o enorme levantamento permite fazer é algo diferente: medir sua população de maneira estatística, comparando quantos objetos com diferentes luminosidades aparecem em diferentes épocas da história cósmica.
Assim, os astrônomos podem reconstruir quando os buracos negros cresceram mais rapidamente e como essa evolução se relacionou com o crescimento das próprias galáxias.
O potencial científico do DR2 vai muito além dos buracos negros.
Quase dois milhões de fontes permitem procurar objetos raros, estudar grandes populações estelares, investigar aglomerados de galáxias e analisar a distribuição da matéria em grandes escalas.
Também existe uma característica importante neste lançamento: ao contrário do DR1, o DR2 é voltado aos catálogos de fontes. Ele não disponibiliza novamente todo o conjunto de imagens e eventos calibrados associado às observações.
O eROSITA permanece em modo de segurança desde 26 de fevereiro de 2022, e as observações científicas regulares não foram retomadas. Por isso, o DR2 não representa uma nova campanha de observação realizada em 2026, mas uma exploração muito mais profunda dos dados obtidos durante as primeiras varreduras da missão.
O próximo grande lançamento público do consórcio alemão, o DR3, está atualmente previsto para a segunda metade de 2028.
Enquanto isso, o DR2 coloca nas mãos da comunidade astronômica um catálogo com uma escala difícil de alcançar antes do eROSITA: quase dois milhões de faróis de raios X espalhados por metade do céu, cada um apontando para algum dos ambientes mais energéticos do Universo.
Sobre a Imagem: A imagem colorida mostra fontes de raios X no hemisfério galáctico ocidental representadas em vermelho, verde e azul, correspondendo a emissões suaves (0,5-1,0 keV), médias (0,5-1,0 keV) e duras (1,0-2,0 keV), respectivamente. Créditos da Imagem: Jeremy Sanders / MPE.
Link do Estudo: https://www.mpe.mpg.de/8215311/news20260731