eROSITA 科学书：绘制高能宇宙的结构

eROSITA 是俄罗斯 SRG 任务的主要仪器。在预计于 2014 年发射后的前四年科学运行期间，它将对整个 X 射线天空进行深度巡天。在软 X 射线波段（0.5-2 keV），其灵敏度将比 ROSAT 全天巡天高出约 20 倍；而在硬波段（2-10 keV），它将提供该能量段前所未有的真正成像巡天。如此灵敏的全天巡天将彻底改变我们对高能天空的认知，并呼吁在协同的多波段大天区巡天方面付出巨大努力，以充分利用 X 射线数据的科学潜力。eROSITA 的核心科学目标是探测非常大样本（约$10^5$个天体）的红移$z>1$的星系团，以研究宇宙的大尺度结构，测试并表征包括暗能量在内的宇宙学模型。预计 eROSITA 还将提供约 300 万个活动星系核（Active Galactic Nuclei）的样本，包括被遮蔽和未被遮蔽的天体，从而为新兴宇宙结构内超大质量黑洞的演化提供独特的视角。该巡天还将为广泛的天体物理现象提供新见解，包括吸积双星、活跃恒星和银河系内的弥漫辐射，以及通过电荷交换过程发射 X 射线的太阳系天体。最后，这种具有高光谱分辨率的深度成像巡天，其扫描策略对从几十秒到数年不等的各种变率时标敏感，无疑将为研究稀有、未预测或不可预测的高能天体物理现象开辟广阔的发现空间。在这份动态文档中，我们全面介绍了该任务的主要科学目标，并重点强调了早期巡天阶段。