Una explosión de agujero negro primordial: el origen del neutrino más poderoso de la historia

¿Cuál es el origen del neutrino más energético documentado en la historia? Una nuevo hipótesis indica que pudo provenir de la explosión de un agujero negro primordial, un tipo de objeto hipotético cuya existencia aún no ha sido confirmada.

La partícula lleva un par de años rondando la mente de los físicos teóricos. Su energía resultó cientos o miles de veces mayor que la de los neutrinos astrofísicos que suele detectar el experimento KM3NeT. Hoy se estima en unos 100 petaelectronvoltios (PeV), mientras que un neutrino típico producido por colisiones cósmicas ronda apenas entre 0.03 y 0.05 PeV. En su momento, varios investigadores la calificaron como una partícula imposible e incluso sugirieron que podía tratarse de un error instrumental.

En 2025 otros detectores confirmaron la existencia del evento designado KM3-230213A y disiparon las dudas. La pregunta inmediata fue de dónde había salido. Muy pocos fenómenos astronómicos pueden generar partículas tan energéticas, y solo existía un registro para analizar. En aquel momento, los equipos científicos propusieron que se trataba de un neutrino cósmico extremo o de alguna fuente astrofísica desconocida.

Un modelo de agujero negro primordial

Un artículo publicado en Physical Review Letters plantea que un agujero negro primordial con características especiales podría explicar el comportamiento del neutrino detectado hace un par de años. A partir de este momento, es necesario hacer una aclaración. Su hipótesis parte de mecanismos todavía no confirmados dentro de un fenómeno gravitatorio sin observar. Aun así, si tienen razón, adelantan los autores, su modelo no solo podría darle sentido a esa clase de partículas, sino también ofrecería una pista valiosa sobre la naturaleza de la materia oscura.

Los agujeros negros primordiales son ahora el gran centro de atención porque representan una una solución elegante a misterios astronómicos para los que no hay explicación. En teoría, pueden tener cualquier tamaño, incluso microscópico, porque no nacieron de la explosión de una estrella supermasiva, sino de fluctuaciones de la materia tras el Big Bang. También pueden “evaporarse” más pronto que sus contrapartes convencionales. Hasta ahora no hay observación directa de estos fenómenos, pero comienzan a sumarse varias hipótesis sobre su existencia.

En física, hay una ley que dice que entre menos masivo es un agujero negro, mayor es su temperatura asociada a la radiación de Hawking. El nuevo estudio propone que la explosión final de un agujero negro primordial diminuto podría elevar su temperatura lo suficiente como para emitir neutrinos con energías cercanas a los cientos de PeV.

Carga oscura y un último suspiro explosivo

Siguiendo la información, estos agujeros negros diminutos no estarían completamente “vacíos”, sino cargados bajo una forma de interacción todavía hipotética llamada carga oscura. Imagina una fuerza gravitatoria equivalente a la carga eléctrica, pero actuando en una parte de la naturaleza que no emite luz ni interactúa con la materia convencional.

Esa carga oscura adicional mantendría al agujero negro en un estado casi congelado durante la mayor parte de su vida, suprimiendo la radiación que normalmente emitiría. Solo en sus últimos momentos, cuando la masa cae por debajo de un umbral crítico, la carga oscura deja de estabilizarlo y el agujero negro se calienta de golpe, liberando un estallido de partículas extremadamente energéticas. De ahí vendría el neutrino más energético jamás detectado, según el modelo.

Andrea Tham, una de las autoras del reporte, lo resume así en un comunicado de prensa: “A medida que los agujeros negros primordiales se evaporan, se vuelven cada vez más ligeros y, por lo tanto, más calientes, emitiendo aún más radiación en un proceso de fuga hasta la explosión».

La Universidad de Massachusetts Amherst estima que explosiones de este tipo podrían ser más comunes de lo que imaginamos: quizá una cada diez años en el volumen del universo observable accesible a nuestros detectores. Localizar otra permitiría estudiar partículas ya conocidas y, tal vez, otras que no encajan en el Modelo Estándar. Por eso, tras esta propuesta, los investigadores esperan nuevos registros de neutrinos ultraenergéticos que confirmen o descarten la idea.