- Do Země narazila částice s extrémní energií.
- Přiletěla ze vzdáleného kouta vesmíru.
V roce 2023 zaznamenal podvodní neutrinový detektor KM3NeT, ležící na dně Středozemního moře, asi sto kilometrů jihovýchodně od sicilského města Pozzallo, rekordní signál. Jednalo se o nejenergičtější částici tohoto typu, jakou kdy lidstvo zaregistrovalo. Podle nové teorie byla možná ještě daleko exotičtější.
Nepřehlédněte: Fenomenální Hubbleův teleskop: NASA zveřejnila snímek, který odhaluje tajemství vzniku nových světů
Trefila nás záhadná částice
Neutrina jsou malé a lehké částice cestující tempem blízkým rychlosti světla. Jejich studium je však velmi obtížné. Příliš totiž neinteragují s běžnou hmotou. Většinu času skrz ni prolétají bez povšimnutí. Pokud však jejich cesta vede skrz opravdu hodně silnou překážku, občas přece jen nějaký ten atom strefí. Uvolní se přitom jiná částice zvaná mion, která vydává světelné záblesky. Studiem vzorů, které tyto záblesky vytvářejí, mohou vědci rekonstruovat energii neutrin.
Signál se „snadno zapamatovatelným“ názvem KM3-230213A detekovaný v roce 2023 měl extrémně vysokou energii. Podle výpočtů fyziků odpovídala přibližně 120 petaelektronvoltům (PeV). Přesněji byla v rozmezí mezi 60 a 230 PeV, přičemž 120 PeV byla nejpravděpodobnější hodnota. Dnes však víme, že se rovnala 220 petaelektronvoltům. Ať signál vyprodukovala jakákoli událost, musela mít epochální energii.
Prapůvodní černá díra
Tým z University of Massachusetts (UMass) Amherst naznačuje, že ho způsobila smrt prapůvodní (primordiální) černé díry. Jedná se o hypotetické objekty, které měly vzniknout v prvních zlomcích sekundy po Velkém třesku v důsledku extrémních hustot hmoty, nikoliv zhroucením hvězd. Vědci se domnívají, že mají různé hmotnosti, od mikroskopických až po supermasivní, a představují kandidáty na vysvětlení skryté temné hmoty ve vesmíru.
„Čím lehčí je černá díra, tím by měla být teplejší a tím více částic vyzařovat,“ uvedla ve svém prohlášení vědkyně Andrea Thamm. „Jak se PBH odpařují, stávají se stále lehčími a tedy teplejšími, a v nekontrolovatelném procesu vyzařují ještě více záření, až dojde k explozi.“
Podle jiné dřívější studie může k explozím prapůvodních černých děr docházet s frekvencí jednou za deset let, přičemž by tyto záhadné objekty měly vyzařovat nejen světlo, ale také řadu vysokoenergetických částic, včetně neutrin. Problémem je, že nejenergetičtější neutrino bylo zaznamenáno pouze detektorem KM3NeT. Další neutronový detektor IceCube nic podobného nezaznamenal. „Myslíme si, že PBH s temným nábojem, které nazýváme kvaziPBH, jsou chybějícím článkem,“ vysvětlil Joaquim Iguaz Juan.
Důkazy o existenci temné hmoty jako skutečné substance jsou velmi silné, ale nevíme, co to je ani z čeho se skládá. Pokud by tyto prapůvodní černé díry skutečně existovaly a byly úzce spojeny s temnou hmotou, samy by byly součástí této neviditelné substance. „Pokud je naše hypotéza o temném náboji správná, pak věříme, že by mohlo existovat významné množství PBH, což by bylo v souladu s jinými astrofyzikálními pozorováními a vysvětlovalo by to veškerou chybějící temnou hmotu ve vesmíru,“ dodal Juan.
Dan Hooper z Wisconsinské univerzity v Madisonu nicméně uzavírá, že „z pohledu Occamovy břitvy se pravděpodobně jednalo o obyčejné neutrino, které prostě mělo výjimečnou energii.“
Čína staví stovky metrů pod zemí obrovský detektor
Do studia neutrin se zapojí brzy i nový čínský detektor Tropical Deep-Sea Neutrino Telescope, v čínštině nazývaný Hai ling. Detektor, uspořádaný ve tvaru Penroseových dlaždic, bude v plném provozu neutrina skenovat na ploše 7,5 km krychlových. Současný největší neutrinový detektor na světě, IceCube, umístěný na Amundsenově-Scottově stanici na jižním pólu v Antarktidě, má monitorovací plochu pouze jeden kilometr krychlový.
Zdroj náhledové fotografie: DESY / Science Communication Lab, zdroj: IFLScience