Divulgación Descubierto agujero negro supermasivo (SMBH) de 30 mil millones de masas solares

[Alriga]

Un equipo de astrónomos dirigido por el Dr. James Nightingale del Departamento de Física de la Universidad de Durham ha descubierto uno de los agujeros negros más grandes jamás encontrados aprovechando el fenómeno llamado lente gravitacional.

Abell 1201 es un objeto astronómico en el que una galaxia "cercana" de desplazamiento al rojo z=0.169 distorsiona mediante el efecto Lente Gravitacional la luz de una "lejana" galaxia de z=0.451 convirtiéndola en un arco:

El equipo de astrónomos de la U. de D. simuló en base a la Relatividad General la luz que viaja a través del Universo procedente de la galaxia de fondo cientos de miles de veces, con cada simulación incluían un agujero negro "cercano" de masa diferente, cambiando con ello el trayecto del viaje de la luz a la Tierra. Para ello usaron las instalaciones de la supercomputadora DiRAC COSMA8 en la Universidad de Durham.

Cuando los investigadores incluyeron un agujero negro ultramasivo de la masa adecuada en una de sus simulaciones, el camino tomado por la luz de la galaxia lejana para llegar a la Tierra coincidió con el camino visto en imágenes reales capturadas por el Telescopio Espacial Hubble.

Lo que el equipo había encontrado era un agujero negro ultramasivo, un objeto de más de 30 mil millones de veces la masa de nuestro Sol, en la galaxia de primer plano. Este es el primer agujero negro supermasivo (SMBH) encontrado usando lentes gravitacionales y los hallazgos han sido publicados en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El vídeo de abajo, "Light-bending gravity reveals one of the biggest black holes ever found" lo explica:

La estimación de la masa del SMBH tiene una incertidumbre grande, es de M=32.7 +/- 21.2 miles de millones de masas solares. El pre-print de arxiv del artículo científico es Abell 1201: Detection of an Ultramassive Black Hole in a Strong Gravitational Lens

Saludos.

[carroza]

Gracias, Alriga.

He visto el artículo original, y parece que utilizan diferentes modelos de distribución de materia, y que, de alguna forma, obtienen que e agujero negro es el más probable.

La verdad es que no me queda muy claro cuál es el argumento para obtener que el objeto es una masa muy concentrada. Entiendo que se observa una cierta deflexión de la luz emitida por el objeto lejano, y que de esa deflexión puede inferirse que hay una masa intermedia. Ahora bien, no sé como pueden discernir si esa masa está muy concentrada (tipo agujero negro) , o buen si es una masa grande y difusa (algo tipo una galaxia de materia oscura) .

Saludos

[Alriga]

...La verdad es que no me queda muy claro cuál es el argumento para obtener que el objeto es una masa muy concentrada. Entiendo que se observa una cierta deflexión de la luz emitida por el objeto lejano, y que de esa deflexión puede inferirse que hay una masa intermedia. Ahora bien, no sé como pueden discernir si esa masa está muy concentrada (tipo agujero negro) , o buen si es una masa grande y difusa (algo tipo una galaxia de materia oscura)...

Es difícil seguir el paper porque utiliza mucha jerga profesional que desconozco, yo solo lo he ojeado de forma transversal, si nos fijamos en el punto 4. RESULTS de la página 9 leemos que han realizado simulaciones con SMBH y sin él:

"Presentamos los resultados del modelado de lentes de Abell 1201. Primero examinamos la opción preferida de modelos de luz de lente, inferidos usando un modelo de masa isotérmica que omite un SMBH. Después presentamos los resultados utilizando los modelos más complejos de masa descompuesta estelar más materia oscura, que también pueden incluir un SMBH. Discutimos modelos de masa adicionales que asumen un perfil de masa total. En cada caso examinamos la reconstrucción de la contraimagen cercana al centro que es altamente sensible a la distribución de masa central y al SMBH, así como la evidencia cuantitativa bayesiana, Z."

En el APPENDIX D: TOTAL MASS MODELS de la página 20 detallan los modelos de masa que han usado, incluyendo materia ordinaria, materia oscura y SMBH. Pero ese Appendix D es muy técnico y difícil de seguir, entiendo que intenta ajustar diversos modelos de distribución de masa (PL), (BPL) de los que han hablado antes, en la Página 6, en donde habían dicho:

"In Appendix D, we fit total mass models that represent all the mass (e.g. stellar plus dark) in a single profile, either the elliptical power-law (PL) (Tessore, Bellagamba & Metcalf 2016) or the elliptical broken power-law (BPL) introduced by O’Riordan, Warren & Mortlock (2019; 2020; 2021). Parameters associated with the total mass model have superscript ‘mass’. For these models the SMBH (x smbh, ysmbh) centre is aligned with the centre of the PL or BPL mass profile. The results of fitting this model are summarized in the main paper"

Al final del Appendix D dicen: "Por lo tanto, consideramos que los modelos descompuestos con un SMBH ajustados en el artículo principal son más fiables que el modelo BPL sin SMBH y descartamos el modelo BPL como no físico"

Saludos.