Астрономи довели, що загадкове нейтрино на дні Середземного моря може походити від чорної діри

Нейтринний телескоп KM3NeT, розташований на дні Середземного моря, зафіксував надзвичайно енергійну частинку з космосу. Йдеться про нейтрино з енергією близько 100–220 PeV, що у мільярд разів перевищує енергію звичайних сонячних нейтрино та значно перевищує можливості Великого адронного колайдера. Подія отримала позначення KM3-230213A і стала однією з найзагадковіших у сучасній астрофізиці.

Походження настільки потужної частинки наразі не має однозначного пояснення. Раніше серед можливих джерел розглядалися гамма-сплески, активні ядра галактик, злиття чорних дір та розпад темної матерії. Нове дослідження, опубліковане в журналі Phys­i­cal Review Let­ters під керівництвом Майкла Бейкера з Університету Массачусетсу в Амгерсті, пропонує пояснення через первинні чорні діри — гіпотетичні об’єкти, що могли утворитися одразу після Великого вибуху.

Первинні чорні діри, на відміну від зоряних, можуть мати значно меншу масу. Вони повинні випромінювати так зване випромінювання Гокінга, яке поступово зменшує їхню масу і зрештою призводить до повного випаровування. За оцінками авторів, у фінальній стадії цього процесу чорна діра може вибухоподібно випромінити велику кількість частинок, зокрема високоенергійні нейтрино.

Обсерваторія нейтрино Ice­Cube в Антарктиді. Детектори нейтрино прикріплені до низки струн, які занурені в лід. (Крістофер Мішель)

Дослідники припускають, що такі події можуть траплятися приблизно раз на десять років. Відсутність аналогічних спостережень у детекторі Ice­Cube в Антарктиді пояснюється тим, що він чутливий лише до енергій до 10 PeV, тоді як KM3NeT здатен реєструвати значно вищі значення. Це робить новий телескоп унікальним інструментом для вивчення найпотужніших космічних процесів.

Науковці також розглядають концепцію первинних чорних дір із «темним зарядом», які більшу частину часу перебувають у квазіекстремальному стані. Така модель ускладнює пояснення, але може краще відповідати реальності. Відкриття нейтрино KM3-230213A відкриває нові перспективи для дослідження раннього Всесвіту та природи темної матерії, ставши важливим кроком у розумінні фундаментальних фізичних процесів.