WISE2MBH. A scaling-based algorithm for probing supermassive black hole masses through WISE photometry.

Abstract

Supermassive Black Holes (SMBHs) are commonly found at the centers of massive galaxies. Estimating their masses (MBH) is crucial for understanding galaxy-SMBH coevolution. We present WISE2MBH, an efficient algorithm that use cataloged Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) magnitudes to estimate total stellar mass (M∗) and scale it to bulge mass (MBulge), and MBH, estimating the morphological type (TType) and bulge fraction (B/T ) in the process. WISE2MBH uses scaling relations from the literature or developed in this work, providing a streamlined approach to derive these parameters. It also distinguishes QSOs from galaxies and estimates the galaxy TType using WISE colors with a relation trained with the 2MASS Redshift Survey. WISE2MBH performs well up to z ∼ 0.5 thanks to K-corrections in magnitude and colors. After a small empirical compensation, WISE2MBH MBH estimates agree very well with those of a selected sample of local galaxies with MBH measurements or reliable estimates: a Spearman score of ∼0.8 and a RMSE of ∼0.63 were obtained. When applied to the ETHER sample at z ≤ 0.5, WISE2MBH provides ∼2 million MBH estimates (78.5% new) and ∼109 thousand upper limits. The derived local black hole mass function (BHMF) is in good agreement with existing literature BHMFs. Galaxy demographic projects, including target selection for the Event Horizon Telescope, can benefit from WISE2MBH for up-to-date galaxy parameters and MBH estimates. The WISE2MBH algorithm is publicly available on GitHub.

Los Agujeros Negros Supermasivos (SMBHs) se encuentran comúnmente en el centro de galaxias masivas. Estimar sus masas (MBH) es crucial para entender la coevolución entre las galaxias y los SMBH. Presentamos WISE2MBH, un algoritmo eficiente que utiliza magnitudes catalogadas del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) para estimar la masa estelar total (M∗) y escalarla a la masa del bulbo (MBulge) y MBH, estimando el tipo morfológico (TType) y la fracción del bulbo (B/T ) en el proceso. WISE2MBH utiliza relaciones de escala de la literatura o desarrolladas en este trabajo, proporcionando un enfoque simplificado para derivar estos parámetros. También distingue cuásares (QSOs) de galaxias y estima el TType de la galaxia utilizando colores de WISE con una relación entrenada con el 2MASS Redshift Survey. WISE2MBH funciona bien hasta z ∼ 0.5 gracias a K-correcciones en magnitudes y colores. Después de una pequeña compensación empírica, las estimaciones de MBH de WISE2MBH coinciden muy bien con las de una muestra seleccionada de galaxias locales con mediciones de MBH o estimaciones confiables: se obtuvo un puntaje de Spearman de ∼0.8 y un RMSE de ∼0.63. Cuando se aplica a la muestra ETHER a z ≤ 0.5, WISE2MBH proporciona alrededor de ∼2 millones de estimaciones de MBH (78.5% nuevas) y alrededor de ∼109 mil límites superiores. La función de masa de agujeros negros (BHMF) local derivada está en buen acuerdo con las BHMF de la literatura existente. Proyectos demográficos de galaxias, incluida la selección de objetivos para el Telescopio del Horizonte de Eventos, pueden beneficiarse de WISE2MBH para obtener parámetros de galaxias y estimaciones de MBH actualizados. El algoritmo WISE2MBH está disponible públicamente en GitHub.