Context. The eROSITA X-ray telescope on board the Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) observatory combines a large field of view and collecting area in the energy range $\sim$0.2 to $\sim$8.0 keV with the capability to perform uniform scanning observations of large sky areas. Aims. SRG/eROSITA performed scanning observations of the $\sim$140 square degrees eROSITA Final Equatorial Depth Survey (eFEDS) field as part of its performance verification phase. The observing time was chosen to slightly exceed the depth of equatorial fields after the completion of the eROSITA all-sky survey. We present a catalog of detected X-ray sources in the eFEDS field providing source positions and extent information, as well as fluxes in multiple energy bands and document a suite of tools and procedures developed for eROSITA data processing and analysis, validated and optimized by the eFEDS work. Methods. A multi-stage source detection procedure was optimized and calibrated by performing realistic simulations of the eROSITA eFEDS observations. We cross-matched the eROSITA eFEDS source catalog with previous XMM-ATLAS observations, confirming excellent agreement of the eROSITA and XMM-ATLAS source fluxes. Result. We present a primary catalog of 27910 X-ray sources, including 542 with significant spatial extent, detected in the 0.2-2.3 keV energy range with detection likelihoods $\ge 6$, corresponding to a (point source) flux limit of $\approx 6.5 \times 10^{-15}$ erg/cm$^2$/s in the 0.5-2.0 keV energy band (80% completeness). A supplementary catalog contains 4774 low-significance source candidates with detection likelihoods between 5 and 6. In addition, a hard band sample of 246 sources detected in the energy range 2.3-5.0 keV above a detection likelihood of 10 is provided. The dedicated data analysis software package, calibration database, and calibrated data products are described in an appendix.

Advances in cosmological studies require us to improve our understanding of the baryonic content of galaxy groups. The key baryonic components of groups are galaxies and hot gas, while key non-baryonic mass tracers are the velocity dispersion of galaxies and the distribution of galaxies within the group. We revisit the picture of X-ray emission of groups through the study of systematic differences in the optical properties of groups, with and without X-ray emission, and we study the effect of the large-scale density field on scaling relations. We present the identification of X-ray galaxy groups using a combination of ROSAT All Sky Survey (RASS) and Sloan Digital Sky Survey (SDSS) data. We include a new X-ray reanalysis of RASS, covering very extended (up to a size of half a degree) sources, and we account for differences in the limiting sensitivity with respect to compact and very extended X-ray emission. We applied a screening of the identified X-ray sources, based on the optical properties, to achieve 95<!PCT!> clean catalogues. We used a mock SDSS survey to understand the performance of our FoF group finder and applied the Clean algorithm to revise group mass estimates and achieve a clean membership catalogue. X-ray groups exhibit less scatter in the scaling relations and selecting the groups based on the extended X-ray emission leads to an additional scatter reduction. Most of the scatter for the optical groups is associated with a small (6<!PCT!>) fraction of outliers, primarily associated with low optical-luminosity groups found in dense regions of the cosmic web. These groups are primary candidates for the contaminants in the optical group catalogues. We find that removing only those groups from the optical group sample using optically measured properties leads to a substantial reduction in the scatter of the scaling relations of the optical groups. We report a dependence of both the X-ray and optical luminosity of groups on large-scale density which we associate with the assembly bias. These results motivate an introduction of an additional characterization of galaxy clusters and shed light on the physical origin of anomalous clustering of galaxy clusters, found by the Dark Energy Survey (DES).

Filaments connected to galaxy clusters are crucial environments for studying the build up of cosmic structures as they funnel matter towards the clusters' deep gravitational potentials. Identifying gas in filaments is a challenge, due to their lower density contrast, which produces faint signals. Therefore, the best opportunity to detect these signals is in the outskirts of galaxy clusters. We revisited the X-ray observation of the cluster Abell 2744, using statistical estimators of the anisotropic matter distribution to identify filamentary patterns around it. We report, for the first time, the blind detection of filaments connected to a galaxy cluster from X-ray emission using a filament-finder technique and a multipole decomposition technique. We compare this result with filaments extracted from the distribution of spectroscopic galaxies using the same two approaches. This allowed us to demonstrate the robustness and reliability of our techniques in tracing the filamentary structure of three and five filaments connected to Abell 2744, in two and three dimensions, respectively.

Abstract MACS J0600.1-2008 (MACS0600) is an X-ray luminous, massive galaxy cluster at zd = 0.43, studied previously by the REionization LensIng Cluster Survey (RELICS) and ALMA Lensing Cluster Survey (ALCS) projects which revealed a complex, bimodal mass distribution and an intriguing high-redshift object behind it. Here, we report on the results of a combined analysis of the extended strong lensing (SL), X-ray, Sunyaev–Zeldovich (SZ), and galaxy luminosity-density properties of this system. Using new JWST and ground-based Gemini-N and Keck data, we obtain 13 new spectroscopic redshifts of multiply imaged galaxies and identify 12 new photometric multiple-image systems and candidates, including two multiply imaged z ∼ 7 objects. Taking advantage of the larger areal coverage, our analysis reveals an additional bimodal, massive SL structure which we measure spectroscopically to lie adjacent to the cluster and whose existence was implied by previous SL-modeling analyses. While based in part on photometric systems identified in ground-based imaging requiring further verification, our extended SL model suggests that the cluster may have the second-largest critical area and effective Einstein radius observed to date, Acrit ≃ 2.16 arcmin2 and θE = 49.7″ ± 5.0″ for a source at zs = 2, enclosing a total mass of M( &lt; θE) = (4.7 ± 0.7) × 1014 M⊙. These results are also supported by the galaxy luminosity distribution, the SZ and X-ray data. Yet another, probably related massive cluster structure, discovered in X-rays 5′ (1.7 Mpc) further north, suggests that MACS0600 is part of an even larger filamentary structure. This discovery adds to several recent detections of massive structures around SL galaxy clusters and establishes MACS0600 as a prime target for future high-redshift surveys with JWST.