A descoberta sugere que os quasares - Os núcleos brilhantes de galáxias ativas - pode comumente sediar dois buracos negros supermassivos centrais que se enquadram em órbita sobre o outro, como resultado da fusão entre duas galáxias. Como um par de patinadores girando, a dupla buraco negro gera enormes quantidades de energia que faz com que o núcleo da galáxia hospedeira consiga ofuscar o brilho da população das galáxias com milhares de milhões de estrelas, o que cientistas então identificam como quasares.
Os cientistas olharam para observações de arquivo do Hubble a radiação ultravioleta emitida a partir do centro de Mc 231 para descobrir o que eles descrevem como "propriedades extremas e surpreendentes."
Se apenas um buraco negro estava presentes no centro do quasar, todo o disco de acreção feito de gás circundante quente que brilha em raios ultravioletas e raios X. Em vez disso, o brilho ultravioleta do disco de poeira cai abruptamente para o centro. Isso fornece evidências observacionais que o disco tem um grande buraco de donut que rodeia o buraco negro central. A melhor explicação para os dados de observação, com base em modelos dinâmicos, é que o centro do disco é esculpido para fora pela ação de dois buracos negros que orbitam um ao outro. A segunda, mais pequenas órbitas de buraco negro na borda interna do disco de acreção, e tem seu próprio mini-disco com um brilho ultravioleta.
"Estamos muito animado sobre esta descoberta, porque não só mostra a existência de um buraco negro binário perto em Mc 231, mas também abre uma nova maneira de pesquisar sistematicamente buracos negros binários, via a natureza da sua emissão de luz ultravioleta", disse Youjun Lu um dos astrônomos do Observatório Nacional da China, a Academia chinesa de Ciências.
"A estrutura do nosso universo, como aquelas galáxias gigantes e aglomerados de galáxias, cresce através da fusão de sistemas menores para os maiores, e os buracos negros binários são conseqüências naturais dessas fusões de galáxias", acrescentou o co-investigador Xinyu Dai, da Universidade de Oklahoma.
O tamanho do buraco negro central é estimada em 150 milhões de vezes a massa do nosso sol, e o companheiro pesa 4 milhões de massas solares. A dupla dinâmica completa uma órbita em torno de si a cada 1,2 anos.
O buraco negro de menor massa é o remanescente de uma galáxia menor que se fundiu com Mc 231. Evidência de uma fusão recente vem da assimetria da galáxia hospedeira, e as longas caudas de maré de jovens estrelas azuis.
O resultado da fusão tem feito Mc 231 uma galáxia starburst altamente enérgica, com uma taxa de formação estelar 100 vezes maior do que a nossa Via Láctea. Os combustíveis de gás em queda no buraco negro "motor", provocando fluxos de saída e turbulência de gás que incita uma tempestade de nascimento de estrelas.
Os buracos negros binários são previstos a espiralarem juntos e colidem dentro de algumas centenas de milhares de anos.
MRK 231 está localizado 581 milhões de anos-luz de distância da Terra.
Os resultados foram publicados no 14 de agosto de 2015, edição do The Astrophysical Journal.
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