Mūsu pasaule ir pilna ar ķimikālijām, kurām nevajadzētu pastāvēt.
Vieglāki elementi, piemēram, ogleklis, skābeklis un hēlijs, pastāv intensīvas saplūšanas enerģijas dēļ, saspiežot protonus zvaigznēs. Bet elementi no kobalta līdz niķelim un varam līdz jodam un ksenonam, ieskaitot urānu un plutoniju, ir pārāk smagi, lai tos iegūtu zvaigžņu saplūšanas rezultātā. Pat lielākās, spilgtākās saules kodols nav karsts un pietiekami augsts spiediens, lai kaut kas būtu smagāks par dzelzi.
Un tomēr šīs ķīmiskās vielas Visumā ir daudz. Kaut kas viņus padara.
Klasiskais stāsts bija tas, ka vainīgie ir supernovas - sprādzieni, kas dzīves laikā saplēš dažas zvaigznes viena no otras. Šiem sprādzieniem īslaicīgi vajadzētu sasniegt enerģiju, kas ir pietiekami intensīva, lai izveidotu smagākus elementus. Dominējošā teorija, kā tas notiek, ir turbulence. Tā kā supernova iemet materiālu Visumā, teorija iet uz priekšu, turbulences viļņi iziet cauri tā vējiem, uz īsu brīdi saspiežot ārpusē esošo zvaigžņu materiālu ar pietiekami lielu spēku, lai sakausētu pat kodolsintēzes izturīgus dzelzs atomus citos atomos un veidotu smagākus elementus.
Bet jauns šķidruma dinamikas modelis liek domāt, ka tas viss ir nepareizi.
"Lai sāktu šo procesu, mums ir nepieciešams kaut kāds enerģijas pārpalikums," sacīja pētījuma vadošā autore Snezhana Abarzhi, materiālu zinātniece Rietumaustrālijas Universitātē Pērtā. "Cilvēki daudzus gadus ir uzskatījuši, ka šāda veida pārmērību var radīt vardarbīgi, ātri procesi, kas būtībā varētu būt vētraini procesi," viņa stāstīja Live Science.
Bet Abarži un viņas līdzautori izstrādāja šķidruma modeli supernovā, kas liek domāt par kaut ko citu - kaut ko mazāku -, iespējams, turpinās. Viņi iepazīstināja ar saviem atklājumiem šomēnes Bostonā, Amerikas fizisko biedrību marta sanāksmē, kā arī publicēja savus atradumus 2018. gada 26. novembrī žurnālā Proceedings of the National Sciences of Academy.
Supernovā zvaigžņu materiāls lielā ātrumā pūš prom no zvaigznes kodola. Bet viss šis materiāls izplūst uz āru ar apmēram tādu pašu ātrumu. Tātad, salīdzinot ar otru, šajā zvaigžņu materiāla straumē esošās molekulas nevirzās tik ātri. Lai arī reizēm var būt pulsācija vai virpuļi, turbulences nav pietiekami, lai periodiskajā tabulā izveidotu molekulas gar dzelzi.
Tā vietā Abarži un viņas komanda secināja, ka saplūšana, visticamāk, notiek izolētos karstajos punktos supernovas ietvaros.
Kad zvaigzne eksplodē, viņa paskaidroja, sprādziens nav pilnīgi simetrisks. Pati zvaigznei ir blīvuma nelīdzenumi brīdī pirms eksplozijas, un arī spēki, kas to sprādz, ir nedaudz neregulāri.
Šie pārkāpumi rada ļoti saspīlētus, ultrahotiskus reģionus sprādzienbīstamās zvaigznes jau karstajā šķidrumā. Tā vietā, lai vardarbīgi krampji satricinātu visu masu, supernovas spiediens un enerģija īpaši koncentrējas nelielās eksplodējošās masas daļās. Šie reģioni kļūst par īsām ķīmijas rūpnīcām, kas ir jaudīgākas par visu, kas pastāv tipiskā zvaigznē.
Un Abarzhi un viņas komanda norāda, ka no turienes nāk visi smagie elementi Visumā.
Liels brīdinājums šeit ir tas, ka tas ir viens rezultāts un viens dokuments. Lai nokļūtu tur, pētnieki paļāvās uz pildspalvu un papīra darbu, kā arī uz datoru modeļiem, sacīja Abarži. Lai apstiprinātu vai atspēkotu šos rezultātus, astronomiem tie būs jāsalīdzina ar faktiskajiem Visuma supernovu ķīmiskajiem parakstiem - gāzes mākoņiem un citām zvaigžņu sprādziena atliekām.
Bet šķiet, ka zinātnieki ir mazliet tuvāk izpratnei par to, cik daudz materiālu tiek izgatavots mums visapkārt, ieskaitot mūsu pašu ķermeni.
