Наш світ сповнений хімічних речовин, яких не повинно існувати.
Легкіші елементи, такі як вуглець, кисень та гелій, існують завдяки інтенсивним енергіям плавлення, що роздавлюють протони разом із зірками. Але елементи від кобальту до нікелю до міді, аж до йоду та ксенону, включаючи уран та плутоній, є надто важкими, щоб їх можна було отримати зоряним синтезом. Навіть серцевина найбільшого, найяскравішого сонця недостатньо гаряча і під тиском, щоб зробити щось важче заліза.
І все-таки цих хімікатів є у великій кількості у Всесвіті. Щось їх змушує.
Класична історія полягала в тому, що винуватцем є наднови - вибухи, які розривають окремі зірки наприкінці їхнього життя. Ці вибухи повинні коротко досягти енергії, достатньо інтенсивної для створення важчих елементів. Домінуючою теорією того, як це відбувається, є турбулентність. У міру того, як наднова кидає матеріал у Всесвіт, теорія іде, що пульсації турбулентності проходять через його вітри, стискаючи короткочасний зоряний матеріал з достатньою силою, щоб розбити навіть стійкі до синтезу стійкі атоми заліза до інших атомів і утворювати більш важкі елементи.
Але нова модель динаміки рідини говорить про те, що це все неправильно.
"Для того, щоб ініціювати цей процес, нам потрібно мати певний надлишок енергії", - сказала керівник дослідження Сніжана Абаржі, науковець з матеріалів з університету Західної Австралії в Перті. "Люди багато років вірили, що подібне надлишок може бути створене бурхливими швидкими процесами, які, по суті, можуть бути бурхливими процесами", - сказала вона в Live Science.
Але Абаджи та її співавтори розробили модель рідин у надновій, яка передбачає, що щось інше - щось менше - може продовжуватися. Вони презентували свої висновки раніше цього місяця в Бостоні, на засіданні Американського фізичного товариства, що відбулися на марші, а також опублікували свої висновки 26 листопада 2018 року в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
У надновій зоряний матеріал з високою швидкістю вибухає від ядра зірки. Але весь цей матеріал витікає назовні приблизно з однаковою швидкістю. Тож відносно один одного молекули в цьому потоці зоряного матеріалу рухаються не так швидко. Незважаючи на те, що можуть виникати випадкові пульсації або вихрові, не вистачає турбулентності, щоб створити молекули минулого заліза на періодичній таблиці.
Натомість Абаржі та її команда виявили, що злиття, ймовірно, відбувається в ізольованих гарячих точках всередині наднової.
Коли вибухає зірка, пояснила вона, вибух не ідеально симетричний. Сама зірка має нерівності щільності в момент перед вибухом, і сили, що розривають її, також трохи нерегулярні.
Ці нерівності утворюють надвисокі, надшвидкісні ділянки всередині вже гарячої рідини вибухової зірки. Замість того, щоб насильницькі брижі трясуть всю масу, тиск і енергії наднових особливо концентруються в невеликих частинах вибухової маси. Ці регіони стають короткими хімічними заводами більш потужними, ніж усе, що існує в типовій зірці.
І ось, на думку Абаржі та її команди, звідси беруться всі важкі елементи у Всесвіті.
Велике застереження тут полягає в тому, що це єдиний результат і єдиний документ. Щоб потрапити туди, дослідники покладалися на роботу з ручками та папером, а також на комп'ютерні моделі, зазначив Абарджі. Для підтвердження або спростування цих результатів астрономам доведеться співставити їх з фактичними хімічними підписами наднових у Всесвіті - газовими хмарами та іншими залишками вибуху зірки.
Але, схоже, вчені трохи ближче до розуміння того, яка частина матеріалу навколо нас, у тому числі всередині власних тіл, виходить.
