Fuerte lente gravitacional de AGN como sonda del cuásar

Astronomía de la naturaleza (2023)Citar este artículo

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Las estrechas correlaciones encontradas entre la masa de los agujeros negros supermasivos y las luminosidades, las masas estelares y las dispersiones de velocidad de sus galaxias anfitrionas a menudo se interpretan como un signo de su coevolución. El estudio de estas correlaciones a través del corrimiento al rojo proporciona una visión poderosa del camino evolutivo seguido por el cuásar y su galaxia anfitriona. Si bien se puede acceder a la masa del agujero negro desde espectros de una sola época, medir la masa de su galaxia anfitriona es un desafío ya que el núcleo activo eclipsa en gran medida a su anfitrión. Aquí presentamos una técnica para sondear las relaciones cuásar-huésped más allá del Universo local con lentes gravitacionales fuertes, superando así el uso de modelos de población estelar o mediciones de dispersión de velocidad, ambos propensos a degeneraciones. Estudiamos en detalle uno de los tres casos conocidos de lentes fuertes de un cuásar para medir con precisión la masa de su anfitrión e inferir una masa total de lentes dentro del radio de Einstein. La medición de lente es más precisa que cualquier otra técnica alternativa y compatible con la relación de escala local entre la masa del agujero negro y la masa estelar. La muestra de tales sistemas de lentes cuásar-galaxia o cuásar-cuásar debería llegar a unos pocos cientos con Euclid y el Rubin-Large Synoptic Survey Telescope, lo que permitiría la aplicación de dicho método con tamaños de muestra estadísticamente significativos.

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Las imágenes del HST que respaldan este trabajo están disponibles públicamente en Hubble Legacy Archive (https://hla.stsci.edu/). Nuestros espectros Keck y SDSS reducidos están disponibles en Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7806468).

El código de modelado de lentes Lenstronomy y el software de reconstrucción fuente SLITronomy son de libre acceso en https://github.com/sibirrer/lenstronomy y https://github.com/aymgal/SLITronomy. Las masas estelares se estimaron utilizando el paquete GSF de Python público (https://github.com/mtakahiro/gsf). El HST PSF se reconstruyó utilizando AstroObjectAnalyser, que está disponible públicamente en https://github.com/sibirrer/AstroObjectAnalyser. Los espectros se ajustaron con pyQSOfit, que también está disponible públicamente en https://github.com/legolason/PyQSOFit.

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MM reconoce el apoyo de la Swiss National Science Foundation (SNSF) bajo la subvención P500PT_203114. MM, FC y AG cuentan con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación (ERC) en el marco del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (COSMICLENS: acuerdo de subvención n.º 787886) y la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza (SNSF) en virtud de la subvención 200020_200463. XD cuenta con el respaldo de la subvención JSPS KAKENHI no. JP22K14071.

Instituto de Física, Laboratorio de Astrofísica, Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana (EPFL), Versoix, Suiza

Martin Millon, Frédéric Courbin y Aymeric Galan

Instituto Kavli de Astrofísica y Cosmología de Partículas y Departamento de Física, Universidad de Stanford, Stanford, CA, EE. UU.

Martin Millon

Departamento de Física, Facultad de Ciencias Naturales TUM, Universidad Técnica de Munich, Garching, Alemania

Aymeric Galán

Instituto STAR, Lieja, Bélgica

Dominique Sluse

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Xuheng Ding

Instituto Argelander de Astronomía, Universidad de Bonn, Bonn, Alemania

Malta Tewes

Instituto de Tecnología de California, Pasadena, CA, EE. UU.

SG Djorgovski

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MM realizó el análisis. AG desarrolló el algoritmo de reconstrucción de fuentes SLITronomy. MM y FC escribieron el manuscrito. XD hizo el análisis de la población estelar. DS midió la masa del agujero negro. Todos los demás coautores participaron activamente en las discusiones, en la adquisición de datos HST y en el proceso de descubrimiento de SDSS J0919 + 2720.

Correspondencia a Martín Millon.

Los autores declaran no tener intereses en competencia.

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Millon, M., Courbin, F., Galán, A. et al. Fuerte lente gravitacional de los AGN como sonda de las relaciones cuásar-huésped en el Universo distante. Nat Astron (2023). https://doi.org/10.1038/s41550-023-01982-2

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Recibido: 10 de marzo de 2022

Aceptado: 26 abril 2023

Publicado: 01 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-023-01982-2

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