Vores verden er fuld af kemikalier, der ikke burde eksistere.
Lysere elementer, som kulstof og ilt og helium, findes på grund af intense fusionsenergier, der knuser protoner sammen inde i stjerner. Men elementer fra kobolt til nikkel til kobber, op gennem jod og xenon, inklusive uran og plutonium, er bare for tunge til at blive produceret ved stjernefusion. Selv kernen i den største, lyseste sol er ikke varm og under tryk nok til at gøre noget tungere end jern.
Og alligevel er disse kemikalier rigelige i universet. Noget gør dem.
Den klassiske historie var, at supernovaer - eksplosionerne, der river nogle stjerner fra hinanden i slutningen af deres liv - er den skyldige. Disse eksplosioner skulle kort nå energier, der er intense nok til at skabe de tungere elementer. Den dominerende teori for, hvordan dette sker, er turbulens. Når supernova kaster materiale ind i universet, går teorien, rippler af turbulens passerer gennem dets vinde, og kort komprimerer udstrømmet stjernemateriale med nok kraft til at smide selv fusionsresistente jernatomer i andre atomer og danne tungere elementer.
Men en ny væskedynamikmodel antyder, at alt dette er galt.
"For at indlede denne proces er vi nødt til at have en form for overskydende energi," sagde studielederforfatter Snezhana Abarzhi, en materialevidenskabsmand ved University of Western Australia i Perth. ”Folk har i mange år troet, at denne form for overskydende muligvis kan skabes af voldelige, hurtige processer, som i det væsentlige kan være turbulente processer,” fortalte hun Live Science.
Men Abarzhi og hendes medforfattere udviklede en model af væskerne i en supernova, der antyder noget andet - noget mindre - der muligvis foregår. De præsenterede deres fund tidligere i denne måned i Boston på mødet med American Physical Society marts og offentliggjorde også deres konklusioner 26. november 2018 i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.
I en supernova sprænger stjernemateriale væk fra stjernens kerne med høj hastighed. Men alt dette materiale flyder udad med omtrent den samme hastighed. Så i forhold til hinanden bevæger molekylerne i denne strøm af stjernemateriale sig ikke så hurtigt. Selvom der kan være lejlighedsvis krusning eller hvirvel, er der ikke nok turbulens til at skabe molekyler forbi jern på det periodiske bord.
I stedet fandt Abarzhi og hendes team, at fusion sandsynligvis finder sted i isolerede hotspots i supernovaen.
Når en stjerne eksploderer, forklarede hun, er eksplosionen ikke perfekt symmetrisk. Stjernen selv har uregelmæssigheder i densitet i øjeblikket før en eksplosion, og kræfterne, der sprænger den fra hinanden, er også lidt uregelmæssige.
Disse uregelmæssigheder producerer ultradense ultrahot-regioner inden for den eksploderende stjernes allerede varme væske. I stedet for voldelige krusninger, der ryster hele massen, bliver supernovas pres og energier især koncentreret i små dele af den eksploderende masse. Disse regioner bliver korte kemiske fabrikker mere magtfulde end noget andet, der findes i en typisk stjerne.
Og det antyder Abarzhi og hendes team, hvor alle de tunge elementer i universet kommer fra.
Det store advarsel her er, at dette er et enkelt resultat og et enkelt papir. For at komme dertil, stod forskerne på papir- og papirarbejde såvel som computermodeller, sagde Abarzhi. For at bekræfte eller tilbagevise disse resultater er astronomer nødt til at matche dem mod de faktiske kemiske underskrifter af supernovaer i universet - gasskyer og andre rester af en stjernernes eksplosion.
Men det ser ud til, at forskere er lidt tættere på at forstå, hvor meget af materialet der er omkring os, inklusive i vores egne kroppe, der bliver lavet.
