Костёр, который гаснет не сразу, а тлеет часами, потому что дрова внутри ещё хранят жар прошлого пламени. Примерно так работает эффект памяти у чёрных дыр. Обычно крошечная чёрная дыра, с массой как у горы, должна испариться за доли секунды, разбрасывая частицы, словно искры. Но если она «помнит» всё, что поглотила, этот процесс замедляется — и дыра живёт миллиарды лет, дотягивая до наших дней.

Такие выжившие дыры — отличные источники нейтрино, частиц-невидимок, которые почти не взаимодействуют с веществом. Когда дыра испаряется, рождаются нейтрино чудовищных энергий — в миллионы раз больше, чем в самом мощном земном ускорителе.

Поймать их пытаются детекторы вроде IceCube — кубического километра антарктического льда, усеянного датчиками.

Авторы работы посчитали, какой сигнал оставят дыры с памятью в данных IceCube и будущих установок — IceCube-Gen2 и GRAND200k. Оказалось, что главное — не только средняя масса дыр, но и разброс вокруг неё. Если массы распределены широко, как рост людей в толпе, то лёгкие дыры на краю распределения дают особенно мощный поток нейтрино.

Это значит, что ограничить такие популяции можно сильнее, чем если бы все дыры были одной массы.

Более того, если будущие детекторы увидят около 30 нейтринных событий, можно будет попытаться различить, однородна ли популяция дыр или разбросана по массе. Оказалось, что доказать разброс проще, чем его отсутствие. Всё это напоминает детектив: мы всматриваемся в лёд и радиоволны, чтобы понять, как устроены невидимые «угли» давно угасшего космического костра.