Недавно зарегистрированное детекторной сетью KM3NeT событие с рекордно высокой энергией, вероятно, не связано с взрывом первобытной черной дыры в окрестностях Земли.
К такому выводу пришли исследователи из Университета Сан-Паулу и Мадридского автономного университета, чья работа была опубликована в журнале Physical Review Letters. Коллаборация KM3NeT, управляющая сетью телескопов в глубоком Средиземном море, зафиксировала крайне редкое событие — взаимодействие нейтрино с энергией около 220 петаэлектронвольт.
Это одна из самых высокоэнергетических частиц-призраков, когда-либо обнаруженных, и её космологическое происхождение оставалось загадкой. Среди множества гипотез, выдвинутых астрофизиками, была и теория о том, что источником нейтрино мог стать взрыв близкой к Земле первобытной черной дыры, образовавшейся вскоре после Большого взрыва. Юбер Ф. Перес-Гонсалес, соавтор исследования, рассказал, что ученые разрабатывали теоретическую модель реакции телескопов на сверхкороткие космические события, и взрыв черной дыры послужил идеальным примером для проверки.
В рамках новой работы физики решили выяснить, насколько близко к нам должна была бы взорваться такая дыра, чтобы вызвать детектируемый сигнал, и какие сопутствующие явления это бы вызвало. Расчеты показали, что испарение и финальный взрыв гипотетической черной дыры, достаточные для генерации зафиксированного нейтрино, неизбежно привели бы к мощнейшему выбросу не только нейтрино, но и гамма-лучей, а также космических лучей.
Проанализировав данные и время работы других обсерваторий, ученые обнаружили критическое несоответствие. Главный гамма-телескоп LHAASO, расположенный в Тибете, должен был зарегистрировать мощный всплеск гамма-излучения за несколько часов до регистрации нейтринного события, если бы его причиной действительно было испарение черной дыры. Однако никаких подобных сигналов зафиксировано не было, что делает первоначальную гипотезу крайне маловероятной. Исследователи подчеркивают, что их работа не только опровергает одну из версий, но и демонстрирует важность комплексного подхода к анализу таких транзиентных событий. Учет временных полей обзора разных детекторов и сопоставление данных из различных источников (нейтринных, гамма- и космических лучей) необходимы для корректной интерпретации подобных редких феноменов.
Несмотря на то, что конкретное событие, скорее всего, имеет другую астрофизическую природу, поиск нейтрино от взрывов первобытных черных дыр остается крайне важной задачей, так как его обнаружение стало бы прямым доказательством существования излучения Хокинга.