Fizycy ze Stanów Zjednoczonych zasugerowali, że neutrino o energii 220 petaelektronowoltów wykryte przez detektor KM3NeT może być wynikiem eksplozji pierwotnej czarnej dziury pod koniec jej życia. Model sugeruje, że niewielki ułamek takich obiektów mógłby wyjaśnić zarówno rzadki rozbłysk, jak i zdarzenia o wysokiej energii wcześniej zaobserwowane przez obserwatorium IceCube. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Physical Review Letters”.
Pierwsze koncepcje dotyczące pierwotnych czarnych dziur pojawiły się pół wieku temu. Stephen Hawking zaproponował ich istnienie jako kandydatów na ciemną materię. Według współczesnych obliczeń, jeśli powstały we wczesnym Wszechświecie w wyniku fluktuacji gęstości, niektóre z nich powinny obecnie przeżywać swoje ostatnie chwile, wyparowując w efekcie Hawkinga. Podczas tego procesu temperatura dziury rośnie odwrotnie proporcjonalnie do jej masy, a ostatnim milisekundom jej życia towarzyszy emisja cząstek o energiach porównywalnych z energią Plancka.
Alexandra Klipfel i David Kaiser z Massachusetts Institute of Technology obliczyli, ile neutrin o energiach przekraczających petaelektronowolty może powstać w wyniku eksplozji takich obiektów. Wykazali, że dla masy około 5 × 10 gramów – odpowiadającej czasowi życia równemu wiekowi Wszechświata – parowaniu towarzyszy emisja około 10 neutrin. Częstotliwość takich eksplozji, wywnioskowana z danych z IceCube, wynosiła 1400 zdarzeń na parsek sześcienny rocznie, co jest zgodne z górnymi limitami uzyskanymi z obserwacji promieniowania gamma.
Przy tych parametrach prawdopodobieństwo, że co najmniej jedna podobna eksplozja miała miejsce w odległości 2000 jednostek astronomicznych od Ziemi od momentu wystrzelenia IceCube'a w 2011 roku, wynosi około 7 procent – co wystarcza do wyjaśnienia rzadkiego zdarzenia KM3-230213A. Zgodnie z modelem, obie serie obserwacji – IceCube i KM3NeT – mogą pochodzić z tej samej populacji pierwotnych czarnych dziur o charakterystycznej masie około 1017 gramów.
Autorzy zauważają, że przyszłe detektory neutrin i obserwatoria promieniowania gamma, w tym LHAASO, będą w stanie przetestować tę hipotezę, ograniczając liczbę lokalnych eksplozji do setek na parsek sześcienny rocznie. Jeśli te obliczenia się potwierdzą, rzadkie, ultraenergetyczne neutrina mogą być bezpośrednimi świadkami ostatnich chwil pradawnych czarnych dziur.
Naukowcy wciąż znajdują nowe zastosowania dla hipotetycznych pierwotnych czarnych dziur. Na przykład, fizycy już wcześniej wyjaśnili powstawanie ciężkich pierwiastków we Wszechświecie za pomocą pierwotnych czarnych dziur.
