Детектор зареєстрував нейтрино з рекордно високою енергією — 220 петаелектронвольт, і дослідники припускають, що це може бути сигналом від чорної діри, яка «випаровується».
Згідно з новим теоретичним дослідженням, подія нейтрино 2023 року під назвою KM3−230213A може пояснюватися спалахом випромінювання Хокінга, яке виникає, коли первісна чорна діра «зникає».
Фізики Александра Кліпфель і Девід Кайзер з Массачусетського технологічного інституту показали, що той самий механізм може пояснити й інші випадки високої енергії нейтрино.
«Виявляється, існує сценарій, де все сходиться: ми можемо показати, що більшість темної матерії складається з первісних чорних дір, і одночасно такі вибухи поруч можуть давати ці високі енергії нейтрино», — каже Кліпфель.
Нейтрино — одні з найпоширеніших частинок у Всесвіті. Вони утворюються у великих кількостях під час енергетичних процесів, як-от злиття зірок або вибухи наднових. Водночас вони майже не мають маси та електричного заряду, тому практично не взаємодіють з іншими частинками — мільярди нейтрино проходять крізь наше тіло щосекунди.
Читайте також:
Перетворила на спагеті. Hubble зафіксував, як мандрівна чорна діра розірвала зірку на шматки — фото Через це виявити їх дуже складно, але іноді вони стикаються з іншими частинками, і це можна зафіксувати. Зазвичай енергія нейтрино пов’язана з подією, яка його породила — потужніші явища дають нейтрино з вищою енергією.
У випадку KM3−230213A, енергія була надзвичайно високою — 220 петаелектронвольт, тоді як попередній рекорд становив лише 10 петаелектронвольт. Це порушило питання про природу явища. Одне з можливих пояснень — це вибух первісної чорної діри.
Первісні чорні діри, як вважають фізики, утворилися через квантові коливання простору-часу в першу секунду після Великого вибуху. Теорія передбачає, що вони мали швидко зникнути, випромінюючи випромінювання Хокінга. Чим менша чорна діра, тим енергійніше її випромінювання, і зрештою вона вибухає, випускаючи величезну кількість частинок.
Кліпфель і Кайзер підрахували, що під час останньої наносекунди життя чорна діра масою з астероїд могла випустити близько секстильйона нейтрино з енергіями, подібними до KM3−230213A.
Читайте також:
Червоні точки раннього космосу розгадано. У Всесвіті знайшли чорну діру, що існувала вже через 500 мільйонів років після Великого вибуху Щоб нейтрино з такою енергією досягло Землі, вибух мав відбутися на відстані до 2 тисяч астрономічних одиниць (приблизно 3% світлового року), тобто всередині Хмари Оорта — сфери дрібних тіл, яка обмежує гравітаційний кордон Сонячної системи. Ймовірність цього, за розрахунками вчених, — близько 8%.
«8% - це не дуже велика ймовірність, але достатня, щоб серйозно сприймати таку подію, особливо враховуючи, що поки немає інших пояснень для цих надвисоких енергій нейтрино», — додає Кайзер.
Менш енергійні події можуть бути «фоновим шумом» від більш віддалених первісних чорних дір. Інше дослідження, опубліковане напередодні, прогнозувало 90% ймовірність зафіксувати вибух такої чорної діри протягом десятиліття.
Вчені наголошують, що поки це лише теорія, і потрібно ще багато доказів, щоб підтвердити спостереження випромінювання Хокінга й існування первісних чорних дір.
Читайте також:
Телескоп імені Джеймса Вебба виявив найдальшу чорну діру в історії
