Világunk tele van olyan vegyi anyagokkal, amelyeknek nem szabad létezniük.
Könnyebb elemek, mint például a szén, az oxigén és a hélium, léteznek az intenzív fúziós energiák miatt, amelyek a protonokat csillagokon belül összezúzzák. A kobalttól a nikkelig és a rézig terjedő elemek, akár a jódon és a xenonon keresztül, beleértve az uránt és a plutóniumot, éppen olyan nehézek, hogy csillagfúzióval állítsák elő őket. Még a legnagyobb, legfényesebb nap magja sem meleg és túl nagy nyomású, hogy bármi nehezebb legyen, mint a vas.
És mégis, ezek a vegyi anyagok bőségesek az univerzumban. Valami teszi őket.
A klasszikus történet az volt, hogy a szupernóvák - azok a robbanások, amelyek élettartama végén néhány csillagot elválasztanak - a tettes. Ezeknek a robbanásoknak rövid ideig el kell érniük az olyan energiát, amely elég nehéz ahhoz, hogy nehezebb elemeket hozzon létre. A domináns elmélet, hogy ez hogyan történik, a turbulencia. Ahogy a szupernóva az anyagot az univerzumba dobja, az elmélet folytatódik, a turbulencia hullámai áthaladnak a szélben, rövid ideig összenyomva a kinyúló csillagok anyagát annyi erővel, hogy még a fúziós szempontból ellenálló vasatomokat más atomokba is átcsavarják és nehezebb elemeket képezzenek.
De egy új folyadékdinamikai modell szerint ez mind rossz.
"Annak érdekében, hogy ezt a folyamatot megindítsuk, valamilyen energiafeleslegre van szükségünk" - mondta Snezhana Abarzhi, a tanulmány vezető szerzője, a Perth-i Nyugat-Ausztráliai Egyetem anyagtudósa. "Az emberek évek óta úgy gondolják, hogy egy ilyen erőfeszítést erőszakos, gyors folyamatok hozhatnak létre, amelyek alapvetően turbulens folyamatok lehetnek" - mondta a Live Science-nek.
De Abarzhi és társszerzői kidolgozták a szupernóva folyadékainak modelljét, amelyek valami másra - valami kisebbre - utalnak. Megállapításaikat a hónap elején mutatták be Bostonban, az American Physical Society márciusi ülésén, és eredményeiket 2018. november 26-án közzétették a Proceedings of the National Academy of Sciences-ben is.
Egy szupernóvában a csillagok anyaga nagy sebességgel robbant fel a csillag magjától. De az összes anyag kifelé áramlik nagyjából azonos sebességgel. Tehát egymáshoz viszonyítva, a csillagok ezen anyagáramában levő molekulák nem mozognak olyan gyorsan. Noha előfordulhat alkalmi hullámzás vagy örvény, nincs elég turbulencia ahhoz, hogy molekulákat hozzon létre a vas előtt a periodikus táblán.
Ehelyett Abarzhi és csapata úgy találta, hogy a fúzió valószínűleg a szupernóva belsejében található különálló hotspotokban zajlik.
Amikor egy csillag felrobbant, magyarázta, hogy a robbanás nem tökéletesen szimmetrikus. Maga a csillag a robbanás előtti pillanatban sűrűségi szabálytalanságokat mutat, és az egymástól robbantó erők szintén kissé szabálytalanok.
Ezek a szabálytalanságok nagy sűrűségű, ultrafényképes régiókat hoznak létre a robbanó csillag már forró folyadékában. Az egész tömeget rázó heves hullámok helyett a szupernóva nyomásai és energiái különösen a felrobbanó tömeg kis részeire koncentrálódnak. Ezek a régiók rövidebb kémiai gyárakká válnak, amelyek hatalmasabbak, mint bármi, ami létezik egy tipikus csillagban.
És Abarzhi és csapata azt sugallja, hogy innen származnak az univerzum minden nehéz eleme.
A nagy figyelmeztetés itt az, hogy ez egyetlen eredmény és egyetlen papír. A kutatók a papír- és papírmunkára, valamint a számítógépes modellekre támaszkodtak. Ezen eredmények megerősítésére vagy megcáfolására a csillagászoknak meg kell egyezniük őket a világegyetemben a szupernóvák tényleges kémiai jelével - a gázfelhőkkel és a csillagrobbanás többi maradékával.
De úgy tűnik, hogy a tudósok kissé közelebb állnak ahhoz, hogy megértsék, hogy mekkora anyag készül el körülöttünk, beleértve a saját testünket is.
