Il nostro mondo è pieno di sostanze chimiche che non dovrebbero esistere.
Elementi più leggeri, come carbonio, ossigeno ed elio, esistono a causa delle intense energie di fusione che schiacciano i protoni all'interno delle stelle. Ma elementi dal cobalto al nichel al rame, fino allo iodio e allo xeno, compresi uranio e plutonio, sono semplicemente troppo pesanti per essere prodotti dalla fusione stellare. Anche il nucleo del sole più grande e più luminoso non è caldo e abbastanza pressurizzato da rendere qualsiasi cosa più pesante del ferro.
Eppure, quelle sostanze chimiche sono abbondanti nell'universo. Qualcosa li sta facendo.
La storia classica era che le supernovae - le esplosioni che strappano alcune stelle alla fine della loro vita - sono le colpevoli. Tali esplosioni dovrebbero raggiungere brevemente energie abbastanza intense da creare gli elementi più pesanti. La teoria dominante su come ciò avvenga è la turbolenza. Mentre la supernova lancia materiale nell'universo, la teoria prosegue, increspature di turbolenza passano attraverso i suoi venti, comprimendo brevemente il materiale stellare sporgente con abbastanza forza da colpire anche altri atomi di ferro resistenti alla fusione in altri atomi e formare elementi più pesanti.
Ma un nuovo modello di fluidodinamica suggerisce che è tutto sbagliato.
"Per avviare questo processo dobbiamo avere una sorta di eccesso di energia", ha detto l'autore principale dello studio Snezhana Abarzhi, scienziato dei materiali presso l'Università dell'Australia occidentale a Perth. "La gente ha creduto per molti anni che questo tipo di eccesso potrebbe essere creato da processi violenti e veloci, che potrebbero essere essenzialmente processi turbolenti", ha detto a Live Science.
Ma Abarzhi e i suoi coautori hanno sviluppato un modello di fluidi in una supernova che suggerisce che potrebbe succedere qualcos'altro - qualcosa di più piccolo. Hanno presentato le loro scoperte all'inizio di questo mese a Boston, durante la riunione dell'American Physical Society March, e hanno anche pubblicato le loro scoperte il 26 novembre 2018 sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences.
In una supernova, il materiale stellare si allontana ad alta velocità dal nucleo della stella. Ma tutto quel materiale scorre verso l'esterno alla stessa velocità. Così l'uno rispetto all'altro, le molecole in questo flusso di materiale stellare non si muovono così velocemente. Mentre ci possono essere ondulazioni o vortici occasionali, non c'è abbastanza turbolenza per creare molecole oltre il ferro sulla tavola periodica.
Invece, Abarzhi e il suo team hanno scoperto che la fusione probabilmente ha luogo in punti isolati all'interno della supernova.
Quando una stella esplode, ha spiegato, l'esplosione non è perfettamente simmetrica. La stella stessa presenta irregolarità di densità nel momento prima dell'esplosione e anche le forze che la distruggono sono un po 'irregolari.
Quelle irregolarità producono regioni ultraviolette e ultrahot all'interno del fluido già caldo della stella che esplode. Invece di increspature violente che scuotono l'intera massa, le pressioni e le energie della supernova si concentrano soprattutto in piccole parti della massa che esplode. Queste regioni diventano brevi fabbriche chimiche più potenti di qualsiasi cosa esista in una stella tipica.
E quello, suggeriscono Abarzhi e il suo team, è da dove provengono tutti gli elementi pesanti nell'universo.
Il grande avvertimento qui è che questo è un singolo risultato e un singolo documento. Per arrivarci, i ricercatori hanno fatto affidamento sul lavoro su carta e penna, nonché su modelli di computer, ha affermato Abarzhi. Per confermare o confutare questi risultati, gli astronomi dovranno confrontarli con le effettive firme chimiche delle supernovae nell'universo: nuvole di gas e altri resti di un'esplosione stellare.
Ma sembra che gli scienziati siano un po 'più vicini alla comprensione della quantità di materiale che ci circonda, incluso il nostro stesso corpo.
