Volgens een nieuwe theoretische studie van wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) zou het meest energierijke neutrino dat tot nu toe is gedetecteerd weleens afkomstig kunnen zijn geweest van de explosie van een oeroud zwart gat buiten ons zonnestelsel (Physical Review Letters). Neutrino’s zijn de meest voorkomende deeltjes in het heelal, maar ze laten nauwelijks sporen achter. Daarom worden ze ook wel ‘spookdeeltjes’ genoemd. In februari van dit jaar hebben wetenschappers tekenen van zo’n spookdeeltje geregistreerd met de Cubic Kilometer Neutrino Telescope (KM3NeT) – een grote neutrinodetector die zich op de bodem van de Middellandse Zee bevindt, afgeschermd tegen de ruis van andere deeltjes. De wetenschappers die de detector bedienden, registreerden een passerend neutrino met een energie van meer dan 100 peta-elektronvolt oftewel een biljoen elektronvolt. Vergelijkbaar energierijke neutrino’s zijn gedetecteerd door het IceCube Observatorium, een neutrino-detector die diep in het ijs op de Zuidpool is geïnstalleerd. De onderzoekers van het MIT stellen dat het recent gedetecteerde extreem energierijke neutrino mogelijk afkomstig was van de explosie van een ‘primordiaal’ zwart gat. Primordiale zwarte gaten (in het Engels afgekort als PBH’s) zijn hypothetische zwarte gaten die veel kleiner zijn dan de superzware zwarte gaten die zich in de centra van de meeste sterrenstelsels bevinden. PBH’s zouden kort na de oerknal zijn ontstaan, en volgens sommige wetenschappers nemen ze wellicht het grootste deel, of zelfs álle, donkere materie in het heelal voor hun rekening. Net als hun veel zwaardere tegenhangers zouden PBH’s energie ‘lekken’ en daardoor geleidelijk moeten krimpen – een proces dat Hawking-straling wordt genoemd, naar de natuurkundige Stephen Hawking die het bestaan van dit proces heeft voorspeld. Hoe meer een zwart gat straalt, des te heter wordt het en des te meer energierijke deeltjes stoot het uit. Dit is een onstuitbaar proces dat – vlak voordat het zwarte gat verdampt – uitdraait op een hevige explosie waarbij extreem energierijke deeltjes (waaronder neutrino’s) worden gegenereerd. De fysici van het MIT hebben berekend dat, als PBH’s inderdaad het grootste deel van de donkere materie in het heelal uitmaken, een kleine subpopulatie ervan rond deze tijd hun laatste explosies zouden moeten ondergaan. En dan is er een statistisch significante kans dat er relatief dicht bij ons zonnestelsel een explosie van zo’n primordiaal zwart gat heeft plaatsgevonden. Als dit scenario zich inderdaad heeft voltrokken, zou de recente detectie van het extreem energierijke neutrino de eerste waarneming van Hawking-straling zijn. Bovendien zou de gebeurtenis bevestigen dat er oeroude zwarte gaten bestaan, en dat zij het grootste deel van de donkere materie uitmaken. (EE) (Image credit: Toby Gleason-Kaiser/SpaceEngine @ Cosmographic Software LLC.)
