Lumea noastră este plină de substanțe chimice care nu ar trebui să existe.
Elemente mai ușoare, precum carbonul și oxigenul și heliul, există din cauza energiilor intense de fuziune care zdrobesc protonii împreună în interiorul stelelor. Dar elementele de la cobalt până la nichel până la cupru, prin iod și xenon, inclusiv uraniu și plutoniu, sunt prea grele pentru a fi produse de fuziunea stelară. Nici miezul celui mai mare, mai luminos soare nu este fierbinte și suficient de presurizat pentru a face ceva mai greu decât fierul.
Și totuși, acele substanțe chimice sunt abundente în univers. Ceva le face.
Povestea clasică a fost că supernovele - exploziile care sfâșie unele stele la sfârșitul vieții - sunt vinovatul. Aceste explozii ar trebui să ajungă pe scurt la energii suficient de intense pentru a crea elemente mai grele. Teoria dominantă a modului în care se întâmplă acest lucru este turbulența. Pe măsură ce supernova aruncă materialul în univers, teoria trece, ondulările de turbulență trec prin vânturile sale, comprimând scurt materialul stelar aflat cu o forță suficientă pentru a trânti chiar și atomii de fier rezistenți la fuziune în alți atomi și să formeze elemente mai grele.
Dar un nou model de dinamică a fluidelor sugerează că acest lucru este greșit.
"Pentru a iniția acest proces, trebuie să avem un fel de exces de energie", a declarat autorul principal al studiului, Snezhana Abarzhi, un om de știință al materialelor de la Universitatea din Australia de Vest din Perth. "Oamenii au crezut de mulți ani că acest tip de exces ar putea fi creat prin procese violente și rapide, care ar putea fi în mod esențial procese turbulente", a spus ea pentru Live Science.
Dar Abarzhi și coautorii ei au dezvoltat un model al fluidelor într-o supernovă care sugerează altceva - ceva mai mic - s-ar putea să se întâmple. Aceștia și-au prezentat descoperirile la începutul acestei luni la Boston, în cadrul reuniunii American Physical Society March, și au publicat, de asemenea, concluziile lor pe 26 noiembrie 2018 în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Într-o supernovă, materialul stelar explodează departe de miezul stelei cu viteză mare. Dar tot acel material curge spre exterior cu aceeași viteză. Așadar, unul față de celălalt, moleculele din acest flux de material stelar nu se mișcă atât de repede. Cu toate că poate apărea ocazională ondulare sau eddy, nu există suficientă turbulență pentru a crea molecule dincolo de fier pe tabelul periodic.
În schimb, Abarzhi și echipa ei au descoperit că fuziunea are loc probabil în puncte de izolare din supernova.
Atunci când o stea explodează, ea a explicat, explozia nu este perfect simetrică. Steaua în sine are nereguli de densitate în momentul dinaintea unei explozii, iar forțele care o distrug sunt de asemenea puțin neregulate.
Aceste nereguli produc regiuni ultradense ultrahot în fluidul deja fierbinte al stelei care explodează. În loc ca ondulările violente să zguduie întreaga masă, presiunile și energiile supernovei se concentrează în special în părțile mici ale masei care explodează. Aceste regiuni devin scurte fabrici chimice mai puternice decât orice există într-o stea tipică.
Și asta, sugerează Abarzhi și echipa ei, de unde provin toate elementele grele din univers.
Marea avertizare este că acesta este un rezultat unic și o singură lucrare. Pentru a ajunge acolo, cercetătorii s-au bazat pe lucrările cu pixuri și hârtie, precum și pe modele de computer, a spus Abarzhi. Pentru a confirma sau respinge aceste rezultate, astronomii vor trebui să le asorteze cu semnăturile chimice reale ale supernovelor din univers - norii de gaz și alte resturi ale unei explozii stelare.
Dar se pare că oamenii de știință sunt un pic mai aproape de a înțelege cât de mult din materialul din jurul nostru, inclusiv în propriile corpuri, este realizat.
