Naš je svijet prepun kemikalija koje ne bi trebale postojati.
Laganiji elementi, kao što su ugljik, kisik i helij, postoje zbog intenzivnih fuzijskih energija koje zajedno protone unutar zvijezda. Ali elementi od kobalta do nikla do bakra, preko joda i ksenona, uključujući uran i plutonij, jednostavno su preteški da bi se mogli dobiti zvjezdanom fuzijom. Čak ni jezgra najvećeg i najsjajnijeg sunca nije dovoljno vruća i pod pritiskom da učini nešto teže od željeza.
Pa ipak, tih kemikalija ima u izobilju u svemiru. Nešto ih stvara.
Klasična priča bila je da su supernove - eksplozije koje na kraju života razdvajaju neke zvijezde. Te bi eksplozije trebale nakratko dostići energiju dovoljno intenzivnu da stvore teže elemente. Dominantna teorija za to kako se to događa je turbulencija. Dok supernova baca materijal u svemir, teorija ide, valovi turbulencije prolaze kroz njegove vjetrove, nakratko komprimirajući vanjski zvjezdani materijal s dovoljno sile da se čak i željezni atomi željeza otporni na fuziju razbiju u druge atome i tvore teže elemente.
No, novi model dinamike fluida sugerira da je sve to pogrešno.
"Da bismo pokrenuli ovaj proces, moramo imati neku vrstu viška energije", rekla je voditeljica studije Snezhana Abarzhi, znanstvenica za materijale na Sveučilištu Zapadne Australije u Perthu. "Ljudi su dugi niz godina vjerovali da takav tip viška može stvoriti nasilni, brzi procesi, koji bi u biti mogli biti burni procesi", rekla je ona za Live Science.
Ali Abarzhi i njezini koautori razvili su model tečnosti u supernovi koji sugerira da se možda događa nešto drugo - nešto manje. Svoja otkrića iznijeli su ranije ovog mjeseca u Bostonu, na sastanku Američkog fizičkog društva u ožujku, a svoja su otkrića objavili i 26. studenog 2018. u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
U supernovi, zvjezdani materijal velikom brzinom odleti iz jezgre zvijezde. Ali sav taj materijal teče prema van s jednakom brzinom. Tako relativno jedna prema drugoj, molekule u ovom toku zvjezdanog materijala ne kreću se tako brzo. Premda može biti povremenih valova ili vrtloga, na periodičnoj tablici nema dovoljno turbulencija da bi se stvorile molekule mimo željeza.
Umjesto toga, Abarzhi i njezin tim otkrili su da se fuzija vjerojatno odvija u izoliranim žarištima unutar supernove.
Kada zvijezda eksplodira, objasnila je, eksplozija nije savršeno simetrična. Sama zvijezda ima nepravilnosti u gustoći u momentu prije eksplozije, a sile koje je razbijaju također su malo nepravilne.
Te nepravilnosti stvaraju ultrazvučne, ultrahotne regije unutar već vruće tekućine zvijezde koja eksplodira. Umjesto da silovita pukotina potresa cijelu masu, pritisci i energije supernove posebno se koncentriraju u malim dijelovima eksplodirajuće mase. Te regije postaju kratke kemijske tvornice snažnije od svega što postoji u tipičnoj zvijezdi.
A to su, sugeriraju Abarzhi i njezin tim, odakle dolaze svi teški elementi u svemiru.
Veliki je argument da je ovo jedan rezultat i jedan pojedinačni rad. Kako bi stigli tamo, istraživači su se oslanjali na rad s olovkom i papirom, kao i na računalne modele, rekao je Abarzhi. Da bi potvrdili ili opovrgli ove rezultate, astronomi će ih morati usporediti sa stvarnim kemijskim potpisima supernova u svemiru - plinskim oblacima i ostalim ostacima zvjezdane eksplozije.
No čini se da su znanstvenici malo bliži razumijevanju koliko materijala oko nas, uključujući i unutar naših tijela, se napravi.
