Τον Φεβρουάριο του 2023, ένα σωματίδιο απειροελάχιστο σε μέγεθος αλλά με εντυπωσιακή ισχύ χτύπησε τη Γη. Το συμβάν, που έμεινε γνωστό ως KM3-230213A, κατέγραψε ενέργεια 220 petaelectronvolts, σπάζοντας κάθε προηγούμενο ρεκόρ. Για τους επιστήμονες, αυτή η ανίχνευση δεν ήταν απλώς μια ακόμη καταγραφή νετρίνων, αλλά θα μπορούσε να είναι η τελευταία «κραυγή» μιας μαύρης τρύπας που εξαϋλώθηκε σε μια στιγμή.
Σύμφωνα με νέα θεωρητική εργασία των Alexandra Klipfel και David Kaiser από το MIT, το γεγονός KM3-230213A μπορεί να ερμηνευθεί ως προϊόν ακτινοβολίας Hawking. Η ακτινοβολία αυτή, που είχε προβλέψει ο Stephen Hawking πριν από δεκαετίες, θεωρείται ότι εκπέμπεται κοντά στον ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας λόγω κβαντικών επιδράσεων. Για μικρές, πρωταρχικές μαύρες τρύπες, η ακτινοβολία αυτή είναι ιδιαίτερα ισχυρή και μπορεί να οδηγήσει στην πλήρη εξάχνωσή τους.
Διαβάστε επίσης
Αν η ερμηνεία είναι σωστή, τότε η ανίχνευση θα μπορούσε να αποτελεί την πρώτη έμμεση απόδειξη για την ύπαρξη της ακτινοβολίας Hawking, αλλά και των αρχέγονων μαύρων τρυπών που υποτίθεται ότι δημιουργήθηκαν στα πρώτα δευτερόλεπτα μετά το Big Bang.
Το σενάριο γίνεται ακόμη πιο ενδιαφέρον, καθώς οι Klipfel και Kaiser βασίζουν το μοντέλο τους στην υπόθεση ότι μεγάλο μέρος της Σκοτεινής Ύλης του Σύμπαντος αποτελείται από αρχέγονες μαύρες τρύπες. Αν ισχύει αυτό, τότε όχι μόνο εξηγείται ένα κομμάτι του πιο σκοτεινού μυστηρίου της Κοσμολογίας, αλλά και τα ακραία νετρίνα, όπως το KM3-230213A, μπορούν να ιδωθούν ως σημάδια μικρών «εκρήξεων» τέτοιων τρυπών κοντά μας.
Διαβάστε επίσης
Όπως εξηγεί η Klipfel, όλα φαίνεται να ταιριάζουν: το ίδιο μηχανιστικό σενάριο μπορεί να δώσει λύσεις τόσο για την προέλευση των ακραία ενεργητικών νετρίνων όσο και για τη φύση της Σκοτεινής Ύλης.
Τα νετρίνα είναι από τα πιο άφθονα σωματίδια στο Σύμπαν. Παράγονται σε τεράστιους αριθμούς σε εκρηκτικά κοσμικά γεγονότα, όπως οι υπερκαινοφανείς (supernova) αστέρες. Ωστόσο, είναι σχεδόν αόρατα, αφού δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο, έχουν αμελητέα μάζα και αλληλεπιδρούν ελάχιστα με την ύλη. Εκατοντάδες δισεκατομμύρια νετρίνα περνούν κάθε δευτερόλεπτο μέσα από το σώμα μας χωρίς να αφήνουν κανένα ίχνος.
Ακριβώς γι’ αυτό, η ανίχνευση ενός τόσο ενεργητικού νετρίνου θεωρείται εξαιρετικά σπάνιο φαινόμενο. Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος της διαφοράς, το προηγούμενο ρεκόρ βρισκόταν στα 10 petaelectronvolts. Ωστόσο, το KM3-230213A ήταν 22 φορές πιο ισχυρό.
Οι υπολογισμοί των Klipfel και Kaiser δείχνουν ότι μια αρχέγονη μαύρη τρύπα με μάζα αντίστοιχη ενός αστεροειδούς, στο τελευταίο νανοδευτερόλεπτο της ζωής της, θα εξέπεμπε περίπου ένα εξακισεκατομμύριο νετρίνα με ενέργεια αντίστοιχη αυτής που ανιχνεύτηκε. Για να φτάσει ένα τέτοιο νετρίνο στη Γη, η έκρηξη θα έπρεπε να συμβεί σε απόσταση έως 2.000 αστρονομικών μονάδων (AU), δηλαδή μέσα στο Νέφος Oort, τη ζώνη παγωμένων σωμάτων που περιβάλλει το Ηλιακό μας Σύστημα. Το ενδεχόμενο αυτό, σύμφωνα με τους επιστήμονες, έχει πιθανότητα περίπου 8%. Δεν είναι υψηλό, αλλά είναι αρκετό ώστε να αξίζει σοβαρή διερεύνηση.
Εκτός από το ακραίο συμβάν του 2023, οι ερευνητές εξετάζουν και χαμηλότερης ενέργειας ανιχνεύσεις νετρίνων, που θα μπορούσαν να αποτελούν το «υπόβαθρο» μικρών εκρήξεων μαύρων τρυπών σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Αν αυτό ισχύει, τότε τα νετρίνα δεν είναι απλώς μεμονωμένα περιστατικά αλλά σημάδια μιας συνεχούς, διάσπαρτης διεργασίας στο Σύμπαν.
Διαβάστε επίσης
Λίγες ημέρες πριν από τη δημοσίευση της μελέτης των Klipfel και Kaiser, μια άλλη ανεξάρτητη εργασία προέβλεπε ότι η ανίχνευση μιας εκρήξεως αρχέγονης μαύρης τρύπας θα συμβεί με πιθανότητα 90% μέσα στην επόμενη δεκαετία. Αν πράγματι το KM3-230213A και άλλα παρόμοια συμβάντα είναι τέτοιες εκρήξεις, τότε οι ανιχνευτές νετρίνων ίσως έχουν ήδη καταγράψει τα πρώτα δείγματα ενός φαινομένου που θα επιβεβαιώσει επιτέλους τη θεωρία του Hawking.
Ωστόσο, οι επιστήμονες παραμένουν επιφυλακτικοί. Χρειάζεται περισσότερη έρευνα και πρόσθετα στοιχεία για να μπορεί η κοινότητα να δηλώσει με βεβαιότητα ότι έχουμε δει την εξαΰλωση μιας μαύρης τρύπας. Παρά ταύτα, η προοπτική είναι συναρπαστική: μπορεί να είμαστε ένα βήμα πριν την απόδειξη ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες υπάρχουν, ότι αποτελούν μέρος της Σκοτεινής Ύλης και ότι αφήνουν το τελευταίο τους στίγμα με εκρήξεις που ταξιδεύουν ως νετρίνα μέχρι τη Γη.
[via]
