Pesar un agujero negro supermasivo no es fácil. Lo habitual es medir cómo se mueven las estrellas o el gas cerca del centro de la galaxia, y eso exige observaciones muy finas que solo se pueden hacer en unos pocos objetos. Un equipo formado por Marc Postman, Tod R. Lauer, Daniel J. D'Orazio y Bellamy Bailey propone un atajo para los más grandes del universo: fijarse en el tamaño del «núcleo» central de su galaxia anfitriona. Este artículo es un resumen propio de su trabajo, no una traducción. Se publicó como preprint en arXiv y se ha enviado a The Astrophysical Journal, así que todavía no ha pasado la revisión por pares.

Una huella en el centro de las galaxias gigantes

En muchas galaxias el brillo aumenta de forma continua hacia el centro. En las elípticas más masivas pasa algo distinto: cerca del centro la luz deja de subir y se queda casi plana, como una meseta. A esa zona se la llama núcleo o core, y su tamaño se expresa con el radio de núcleo, r_γ.

La explicación más aceptada es que esa meseta la excava un par de agujeros negros. Cuando dos galaxias se fusionan, sus agujeros negros centrales acaban orbitando juntos y lanzan hacia fuera las estrellas que se les acercan. Cuanto más masivo es el sistema, más estrellas expulsa y mayor es el hueco. De ahí la idea del estudio: si el tamaño del núcleo depende de la masa del agujero negro, medirlo sirve como balanza indirecta.

Los autores encuentran una relación sencilla. La masa del agujero negro es de unos 13.000 millones de masas solares por cada kiloparsec de radio de núcleo. La dispersión es de 0,25 dex, es decir, que la estimación de cada caso concreto puede desviarse cerca de un factor 1,8 hacia arriba o hacia abajo. Para una regla tan simple, es una precisión notable.

Cómo lo han hecho

El equipo trabajó con una muestra limitada en volumen de galaxias más brillantes de cúmulo (BCG, por sus siglas en inglés): las enormes elípticas que suelen ocupar el centro de los cúmulos de galaxias. Limitar la muestra por volumen permite contar objetos de forma representativa en lugar de quedarse solo con los más llamativos. A partir de imágenes del telescopio espacial Hubble y de un sondeo desde tierra (DLS), midieron los núcleos y construyeron lo que llaman «función de distribución de núcleos», que indica cuántas galaxias hay con cada tamaño de núcleo.

Las cifras principales son estas:

• Por encima de 0,5 kiloparsecs, el número de núcleos cae muy rápido, de forma proporcional a r_γ^-3. Al duplicar el tamaño, hay unas ocho veces menos galaxias.
• Solo alrededor del 5 % de las BCG tienen núcleos de más de 1 kiloparsec.
• A un núcleo de 0,5 kiloparsecs le corresponde, de media, un agujero negro de unos 7.000 millones de masas solares.
• Para agujeros negros de esa masa o más, la abundancia cae aproximadamente con la masa elevada a −3 (pendiente de −3,05 ± 0,42). Así queda fijada su densidad en el universo actual (z = 0).

Otro resultado relevante es que los núcleos de 0,5 kiloparsecs o más aparecen casi solo en galaxias más brillantes de cúmulo. Según los autores, eso indica que los agujeros negros más masivos viven casi siempre en ese tipo de galaxia. Es una pista útil sobre dónde buscarlos.

Limitaciones a tener en cuenta

El método es indirecto: no mide el agujero negro, sino una huella que se supone que ha dejado. Su validez depende de que la relación entre núcleo y masa se mantenga en todo el rango estudiado, y la dispersión de 0,25 dex añade incertidumbre en cada objeto. La pendiente de la distribución de masas también tiene un margen de error amplio (±0,42). Además, el trabajo describe el universo cercano y solo los agujeros negros más pesados, no el conjunto de la población. Y como es un preprint, sus conclusiones pueden cambiar durante la revisión.

Por qué importa

Desde hace unos años, las redes de cronometraje de púlsares registran indicios de un fondo de ondas gravitacionales de frecuencias de nanohercios: un «zumbido» muy lento que se atribuye sobre todo a parejas de agujeros negros supermasivos en todo el cosmos. Para saber si esa explicación encaja hace falta un recuento fiable de los agujeros negros más masivos, que son los que más contribuyen a la señal. Este estudio ofrece ese recuento con un método nuevo y relativamente barato. Según los autores, al combinarlo con estimaciones previas de la distribución de masas, el resultado podría ayudar a explicar el fondo observado. Si se confirma, una medida tan humilde como el tamaño de una meseta de luz en el centro de una galaxia serviría para entender una de las señales más escurridizas de la astronomía actual.

Fuente: Postman, M.; Lauer, T. R.; D'Orazio, D. J.; Bailey, B. «The Hosts and Mass Distribution Function of the Most Massive Black Holes: Implications for the nHz Gravitational Wave Background». arXiv:2610.33162 (2026), enviado a The Astrophysical Journal. DOI: 10.48550/arXiv.2610.33162. Licencia CC BY 4.0.