新理论揭示:原初黑洞蒸发或为超高能中微子之源

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天体物理学中一个长期未解的谜团——超高能中微子的起源问题,近期有了突破性进展。麻省理工学院的研究人员提出,宇宙早期形成的原初黑洞在其生命终结时发生的剧烈爆炸,可能是这些极端能量粒子的重要来源。

中微子因其极弱的相互作用能力,能够几乎无阻碍地穿透任何物质,被称为“幽灵粒子”。而原初黑洞,作为一种假想中诞生于宇宙极早期的微观黑洞,被部分学者认为是暗物质的候选者。根据霍金辐射理论,这类黑洞会随时间逐渐损失质量并最终在蒸发末期产生爆炸性辐射,释放出包括中微子在内的大量高能粒子。

研究团队构建了原初黑洞蒸发末期的粒子产生模型,发现一次黑洞爆炸可产生约10²⁰个中微子,其能量足以达到当前探测器所能捕捉的最高水平。例如,今年在地中海KM3NeT望远镜记录到的能量超过100拍电子伏特的中微子事件,就可能是由一颗相对较近的原初黑洞爆炸所引起。

该研究进一步推估,在银河系内,每年每立方秒差距的空间中可能有上千次原初黑洞爆炸事件。若其中一次爆发发生在距离太阳系数千个天文单位的范围内,其所产生的部分高能中微子就有机会被地球上的探测设备捕获。这一机制不仅能够解释KM3NeT所记录的极端高能事件,也可对应南极IceCube观测到的能量略低但出现频率较高的中微子信号,从而为两类观测结果提供统一的来源解释。

若该理论得到后续观测的证实,将具有里程碑式的意义:这不仅是霍金辐射的首个直接证据,也将确认原初黑洞的存在,并可能揭示其作为暗物质组成部分的重要角色。未来,随着更多高能中微子数据的积累,这一假说将迎来更严格的检验。

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