(abridged:) The XMM-Newton Extended Survey of the Taurus Molecular Cloud (XEST) surveys the most populated ~5 square degrees of the Taurus star formation region, using the XMM-Newton X-ray observatory to study the thermal structure, variability, and long-term evolution of hot plasma, to investigate the magnetic dynamo, and to search for new potential members of the association. Many targets are also studied in the optical, and high-resolution X-ray grating spectroscopy has been obtained for selected bright sources. The X-ray spectra have been coherently analyzed with two different thermal models (2-component thermal model, and a continuous emission measure distribution model). We present overall correlations with fundamental stellar parameters that were derived from the previous literature. A few detections from Chandra observations have been added. The present overview paper introduces the project and provides the basic results from the X-ray analysis of all sources detected in the XEST survey.Comprehensive tables summarize the stellar properties of all targets surveyed. The survey goes deeper than previous X-ray surveys of Taurus by about an order of magnitude and for the first time systematically accesses very faint and strongly absorbed TMC objects. We find a detection rate of 85% and 98% for classical and weak-line T Tau stars (CTTS resp. WTTS), and identify about half of the surveyed protostars and brown dwarfs. Overall, 136 out of 169 surveyed stellar systems are detected. We describe an X-ray luminosity vs. mass correlation, discuss the distribution of X-ray-to-bolometric luminosity ratios, and show evidence for lower X-ray luminosities in CTTS compared to WTTS. Detailed analysis (e.g., variability, rotation-activity relations, influence of accretion on X-rays) will be discussed in a series of accompanying papers.

The mass accretion rate, Ṁacc, is a key quantity for the understanding of the physical processes governing the evolution of accretion discs around young low-mass (M⋆ ≲ 2.0 M⊙) stars and substellar objects (YSOs). We present here the results of a study of the stellar and accretion properties of the (almost) complete sample of class II and transitional YSOs in the Lupus I, II, III and IV clouds, based on spectroscopic data acquired with the VLT/X-shooter spectrograph. Our study combines the dataset from our previous work with new observations of 55 additional objects. We have investigated 92 YSO candidates in total, 11 of which have been definitely identified with giant stars unrelated to Lupus. The stellar and accretion properties of the 81 bona fide YSOs, which represent more than 90% of the whole class II and transition disc YSO population in the aforementioned Lupus clouds, have been homogeneously and self-consistently derived, allowing for an unbiased study of accretion and its relationship with stellar parameters. The accretion luminosity, Lacc, increases with the stellar luminosity, L⋆, with an overall slope of ~1.6, similar but with a smaller scatter than in previous studies. There is a significant lack of strong accretors below L⋆ ≈ 0.1 L⊙, where Lacc is always lower than 0.01 L⋆. We argue that the Lacc − L⋆ slope is not due to observational biases, but is a true property of the Lupus YSOs. The log Ṁacc – log M⋆ correlation shows a statistically significant evidence of a break, with a steeper relation for M⋆ ≲ 0.2 M⊙ and a flatter slope for higher masses. The bimodality of the Ṁacc – M⋆ relation is confirmed with four different evolutionary models used to derive the stellar mass. The bimodal behaviour of the observed relationship supports the importance of modelling self-gravity in the early evolution of the more massive discs, but other processes, such as photo-evaporation and planet formation during the YSO’s lifetime, may also lead to disc dispersal on different timescales depending on the stellar mass. The sample studied here more than doubles the number of YSOs with homogeneously and simultaneously determined Lacc and luminosity, Lline, of many permitted emission lines. Hence, we also refined the empirical relationships between Lacc and Lline on a more solid statistical basis.

We present X-Shooter/VLT observations of a sample of 36 accreting low-mass stellar and sub-stellar objects (YSOs) in the Lupus star forming region, spanning a range in mass from ~0.03 to ~1.2Msun, but mostly with 0.1Msun < Mstar < 0.5Msun. Our aim is twofold: firstly, analyse the relationship between excess-continuum and line emission accretion diagnostics, and, secondly, to investigate the accretion properties in terms of the physical properties of the central object. The accretion luminosity (Lacc), and from it the accretion rate (Macc), is derived by modelling the excess emission, from the UV to the near-IR, as the continuum emission of a slab of hydrogen. The flux and luminosity (Ll) of a large number of emission lines of H, He, CaII, etc., observed simultaneously in the range from ~330nm to 2500nm, were computed. The luminosity of all the lines is well correlated with Lacc. We provide empirical relationships between Lacc and the luminosity of 39 emission lines, which have a lower dispersion as compared to previous relationships in the literature. Our measurements extend the Pab and Brg relationships to Lacc values about two orders of magnitude lower than those reported in previous studies. We confirm that different methodologies to measure Lacc and Macc yield significantly different results: Ha line profile modelling may underestimate Macc by 0.6 to 0.8dex with respect to Macc derived from continuum-excess measures. Such differences may explain the likely spurious bi-modal relationships between Macc and other YSOs properties reported in the literature. We derive Macc in the range 2e-12 -- 4e-8 Msun/yr and conclude that Macc is proportional to Mstar^1.8(+/-0.2), with a dispersion lower by a factor of about 2 than in previous studies. A number of properties indicate that the physical conditions of the accreting gas are similar over more than 5 orders of magnitude in Macc.

Abstract A large portion of cataclysmic variables (CVs), between 40% and 80%, are predicted to be in the last stage of their evolution, becoming period-bouncers. This sub-class of CVs is characterized by having gone through a reversal in the evolution of their orbital periods as well as having a late-type donor. The large predicted population of period-bouncers has, however, not been observed so far. We have led an effort to reveal the missing population of period-bouncers though the use the X-ray survey eROSITA, which has increased the population of period-bouncers by 63% through the use of eROSITA. This study has established eROSITA as a promising path for the identification of the new members of this underrepresented sub-class of CVs.

The planet GJ 367 b is a recently discovered high-density sub-Earth orbiting an M dwarf star. Its composition was modelled to be predominantly iron with a potential remainder of a hydrogen-helium envelope. Here we report an X-ray detection of this planet's host star for the first time, using data from the spectro-imaging X-ray telescope eROSITA onboard the Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) mission. We characterise the magnetic activity of the host star from the X-ray data and estimate its effects on a potential atmosphere of the planet. We find that despite the very low activity level of the host star the expected mass loss rates, both under core-powered and photoevaporative mass loss regimes, are so high that a potential primordial or outgassed atmosphere would evaporate very quickly. Since the activity level of the host star indicates that the system is several Gigayears old, it is very unlikely that the planet currently still hosts any atmosphere.

ABSTRACT eROSITA is the soft X‐ray instrument aboard the Spectrum Roentgen Gamma (SRG) satellite that is most sensitive in the energy range between 0.2 and 2.3 keV. Between December 2019 and December 2021, eROSITA completed four all‐sky surveys, producing all‐sky X‐ray source lists and sky maps of unprecedented depth. In the energy range between 0.2 keV and 1 keV, we detected about 38,000 sources with a hardness ratio below −0.94, covering a small sample of known white dwarfs found with eROSITA in the dataset to which the German eROSITA consortium has rights (half sky). Two hundred and sixty four of these soft sources have a probability of more than 90% to be a white dwarf. This is more than the 175 white dwarfs ROSAT found in the whole sky. Here we present the results of a pilot study to increase the sensitivity of eROSITA for soft sources by extending the detection threshold down to 0.1 keV. First tests with dedicated sky regions are promising.

Cataclysmic variables (CVs) with degenerate donors that have evolved past the period minimum are predicted to make up a great portion of the CV population, namely, between 40$<!PCT!>$ and 80$<!PCT!>$. However, either due to shortcomings in the models or the intrinsic faintness of these strongly evolved systems, only a few of these so-called "period-bouncers" have been confidently identified thus far. We compiled a multiwavelength catalog of period-bouncers and CVs around the period minimum from the literature to provide an in-depth characterization of the elusive subclass of period-bounce CVs that will support the identification of new candidates. We combined recently published or archival multiwavelength data with new X-ray observations from the all-sky surveys carried out with the extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA) on board the Spektrum-Roentgen-Gamma spacecraft (SRG). Our catalog comprises 192 CVs around the period minimum, chosen as likely period-bounce candidates based on reported short orbital periods and low donor mass. This sample helped us establish specific selection parameters, which were used to compile a “scorecard” that rates the likelihood that a particular system is a period-bouncer. Our "scorecard" correctly assigns high scores to the already confirmed period-bouncers in our literature catalog. It has also identified 103 additional strong period-bounce candidates in the literature that had not previously been classified as such. We established two selection cuts based on the X-ray-to-optical flux ratio ($-1.21 opt 0$) and the typical X-ray luminosity x,bol erg/s ) observed from the eight period-bouncers that have already been confirmed with eROSITA data. These X-ray selection cuts led to the updated categorization of seven systems as new period-bouncers, increasing their known population to 24 systems in total. Our multiwavelength catalog of CVs around the period minimum drawn from the literature, together with X-ray data from eROSITA, has resulted in a $ increase in the population of period-bouncers. Both the catalog and "scorecard" we constructed will aid in future searches for new period-bounce candidates. These tools will contribute to the goal of resolving the discrepancy between the predicted high number of period-bouncers and the low number of these systems successfully observed to date.

Context. The high-energy environments of host stars could prove deleterious for their planets. It is crucial to ascertain this contextual information to characterize the atmospheres of terrestrial exoplanets. Aims. We aim to fully characterize a unique triple system, LTT1445, with three known rocky planets around LTT 1445A. Methods. We studied the X-ray irradiation and flaring of this system based on a new 50 ks Chandra observation, which is divided into 10 ks, 10 ks, and 30 ks segments conducted two days apart, and two months apart, respectively. These data were complemented by an archival Chandra observation approximately 1 yr earlier and repeated observations with extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array (eROSITA), the soft X-ray instrument on the Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) mission. This enabled the investigation of X-ray flux behavior across multiple time scales. With the observed X-ray flux from the exoplanet host star A, we estimated the photo-evaporation mass loss of each exoplanet. With the planet modeling package, VPLanet , we predicted the evolution and anticipated current atmospheric conditions. Results. Our Chandra observations indicate that LTT 1445C is the dominant X-ray source, with additional contribution from LTT 1445B. We find that LTT 1445A, a slowly rotating star, exhibits no significant flare activity in the new Chandra dataset. Comparing the flux incident occuring on the exoplanets, we find that LTT 1445BC components do not pose a greater threat to the planets orbiting LTT 1445A than the emission from A itself. According to the results from the simulation, LTT 1445Ad could have the capacity to retain its water surface.

Context. In 2020, the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) observed a rapidly rotating M7 dwarf, TIC 277539431, producing a flare at 81° latitude, the highest latitude flare located to date. This is in stark contrast to solar flares that occur much closer to the equator, typically below 30°. The mechanisms that allow flares at high latitudes to occur are poorly understood. Aims. We studied five sectors of TESS monitoring, and obtained 36 ks of XMM-Newton observations to investigate the coronal and flaring activity of TIC 277539431. Methods. From the observations, we infer the optical flare frequency distribution; flare loop sizes and magnetic field strengths; the soft X-ray flux, luminosity, and coronal temperatures; as well as the energy, loop size, and field strength of a large flare in the XMM-Newton observations. Results. We find that the corona of TIC 277539431 does not differ significantly from other low-mass stars on the canonical saturated activity branch with respect to coronal temperatures and flaring activity, but shows lower luminosity in soft X-ray emission by about an order of magnitude, consistent with other late M dwarfs. Conclusions. The lack of X-ray flux, the high-latitude flare, the star’s viewing geometry, and the otherwise typical stellar corona taken together can be explained by the migration of flux emergence to the poles in rapid rotators like TIC 277539431 that drain the star’s equatorial regions of magnetic flux, but preserve its ability to produce powerful flares.