Im Jahr 2023 traf ein Neutrino von phänomenaler Energie die Erde und stellte alle herkömmlichen Erklärungen in Frage. Der Ursprung eines so schnellen Teilchens, dessen Energie die der leistungsstärksten Beschleuniger bei weitem übersteigt, veranlasst Wissenschaftler, noch nicht identifizierte kosmische Phänomene in Betracht zu ziehen.
Ein Team der University of Massachusetts Amherst stellt einen gewagten Vorschlag vor: Dieses Neutrino könnte der Überrest der Explosion eines primordialen Schwarzen Lochs sein. Diese hypothetischen Objekte hätten sich kurz nach dem Urknall gebildet, lange vor dem Erscheinen der Sterne. Ihre geringe Masse würde es ihnen ermöglichen, ihr Dasein schnell in einer titanischen Explosion zu beenden und dabei extrem energiereiche Teilchen freizusetzen.
Eine spekulative Illustration winziger primordialer Schwarzer Löcher. Hätten Physiker die Explosion eines solchen beobachtet?
Bildnachweis: University of Massachusetts Amherst Dieses Szenario stützt sich auf die Hawking-Strahlung, eine Theorie des Physikers Stephen Hawking. Nach diesem Prinzip emittieren Schwarze Löcher eine Strahlung, die sie langsam verdunsten lässt. Je leichter ein Schwarzes Loch ist, desto mehr beschleunigt es diesen Prozess, bis zu einer finalen Explosion. Primordiale Schwarze Löcher, die so leicht wie ein Asteroid sein könnten, hätten solche heute nachweisbaren Ereignisse erzeugen können.
Allerdings hat der Neutrinodetektor IceCube am Südpol dieses Ereignis seinerseits nicht aufgezeichnet. Um diese Abwesenheit zu rechtfertigen, führt das Team an, dass das betreffende primordiale Schwarze Loch eine "dunkle Ladung" besessen haben könnte. Diese Eigenschaft, getragen von einem hypothetischen Teilchen namens "dunkles Elektron", würde sein Verhalten verändern und das Neutrino nur für bestimmte Instrumente wie KM3NeT im Mittelmeer beobachtbar machen.
Wenn sich dieses Modell bestätigt, könnte es helfen, die Natur der dunklen Materie zu präzisieren. Diese unsichtbare Komponente des Kosmos, die den Großteil seiner Masse ausmacht, bleibt eine ungelöste Frage. Primordiale Schwarze Löcher mit einer dunklen Ladung könnten einen bemerkenswerten Teil davon ausmachen und so eine Erklärung liefern, die mit anderen astrophysikalischen Beobachtungen kompatibel ist.
Diese Arbeit wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift
Physical Review Letters angenommen.
Quelle: Physical Review Letters