Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте (UMass Amherst) допустили, что в 2023 году на Земле могли быть зафиксированы последствия гибели умирающей черной дыры. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters. Ученые исходят из современных теорий, согласно которым черные дыры со временем теряют массу за счет излучения Хокинга и постепенно испаряются. По мере уменьшения массы этот процесс ускоряется и в определенный момент может завершиться мощным выбросом энергии.
Поводом для такой гипотезы стало обнаружение нейтрино KM3-230213A, которое исследователи называют самой высокоэнергетической частицей этого типа из когда-либо зарегистрированных. По расчетам ученых, его энергия в 35 раз превысила предыдущий рекорд и оказалась в 100 тысяч раз выше энергии частиц, сталкивающихся в Большом адронном коллайдере. По мнению авторов работы, столь мощное нейтрино могло возникнуть только в результате события космического масштаба.
Команда предполагает, что источником сигнала могла стать первичная черная дыра — гипотетический объект, сформировавшийся вскоре после Большого взрыва. В отличие от известных сегодня черных дыр, такие объекты могли быть значительно меньше по массе. Именно поэтому, считают исследователи, многие первичные черные дыры могли полностью испариться к настоящему времени, сопровождая этот процесс высвобождением огромного количества энергии.
Соавтор исследования Андреа Тамм пояснила, что маломассивные черные дыры должны быть более горячими и интенсивнее испускать частицы. По мере испарения они становятся еще легче и ярче, а финальная стадия может выглядеть как неуправляемый энергетический взрыв. Подобные всплески, по ее словам, потенциально могут быть зафиксированы современными детекторами частиц и телескопами.
Также ученые выдвинули предположение, что первичные черные дыры могут обладать так называемым темным зарядом, связанным с гипотетической темной материей. Это, по их мнению, может объяснить, почему другие эксперименты, в частности IceCube, ранее не зафиксировали нейтрино столь высокой энергии. Как отметил Хоаким Игуас Хуан, квазиэкстремальные первичные черные дыры с темным зарядом могут оказаться недостающим элементом в понимании происходящих во Вселенной процессов.
По словам авторов работы, предложенная модель не только объясняет наблюдаемый сигнал, но и открывает возможность экспериментальной проверки излучения Хокинга, более детального изучения первичных черных дыр, поиска новых частиц за пределами Стандартной модели и лучшего понимания природы темной материи.
