Фізики із США припустили, що зареєстроване детектором KM3NeT нейтрино з енергією 220 петаелектронвольт може бути наслідком вибуху первинної чорної діри наприкінці життєвого циклу. Модель показує, що невелика частка таких об'єктів могла б пояснити як рідкісний сплеск, так і високоенергетичні події, які раніше спостерігалися обсерваторією IceCube. Робота опублікована у журналі Physical Review Letters.
Перші ідеї про первинні чорні діри з'явилися ще півстоліття тому. Стівен Хокінг припустив їхнє існування як кандидати на роль темної матерії. Згідно з сучасними розрахунками, якщо вони утворилися в ранньому Всесвіті з густинних флуктуацій, то сьогодні частина з них повинна доживати останні миті, випаровуючись через ефект Хокінга. При цьому температура діри зростає обернено пропорційно до маси, і останні мілісекунди життя супроводжуються викидом частинок з енергією, порівнянною з планківською.
Олександра Кліпфел (Alexandra Klipfel) і Девід Кайзер (David Kaiser) з Массачусетського технологічного інституту розрахували, що нейтрино з енергією вище петаелектронвольта може виникнути під час вибуху таких об'єктів. Вони показали, що для маси порядку 5 × 1014г - відповідного життя, що дорівнює віку Всесвіту, - підсумкове випаровування супроводжується викидом близько 1024нейтрино. Частота таких вибухів, виведена з даних IceCube, склала 1,4 тисяч подій на кубічний парсек на рік, що узгоджується з верхніми межами за гамма-променевими спостереженнями.
За цих параметрів ймовірність того, що хоча б один подібний вибух стався на відстані менше ніж дві тисячі астрономічних одиниць від Землі з моменту запуску IceCube у 2011 році, виявилося близько семи відсотків — достатньо, щоб пояснити рідкісну подію KM3-230213A. Згідно з моделлю, обидві серії спостережень - IceCube і KM3NeT - можуть походити від однієї і тієї ж популяції первинних чорних дірок з характерною масою близько 1017г.
Автори зазначають, що подальші нейтринні детектори та гамма-обсерваторії, включаючи LHAASO, зможуть перевірити цю гіпотезу, обмеживши кількість локальних вибухів до сотень на кубічний парсек на рік. Якщо розрахунки підтвердяться, рідкісні наденергійні нейтрино можуть бути прямими свідками останніх миттєвостей найдавніших чорних дірок.
Вчені продовжують знаходити нові застосування гіпотетичних первинних чорних дірок. Наприклад, раніше фізики пояснили виникнення важких елементів у Всесвіті за допомогою первинних чорних дірок.
