Meie maailm on täis kemikaale, mida ei tohiks olemas olla.
Kergemad elemendid, nagu süsinik, hapnik ja heelium, eksisteerivad tänu intensiivsetele termotuumaenergiatele, purustades prootoneid tähtede sees. Kuid elemendid koobaltist kuni niklist kuni vaseni, kuni joodi ja ksenoonini, kaasa arvatud uraan ja plutoonium, on täheühenduse teel lihtsalt liiga rasked. Isegi kõige suurema eredaima päikese tuum ei ole kuum ja piisavalt survestatud, et muuta midagi rauda raskemat.
Ja veel, neid kemikaale on universumis ohtralt. Midagi muudab neid.
Klassikaline lugu oli see, et süüdlaseks on supernoovad - plahvatused, mis rebivad mõned tähed elu lõpus laiali. Need plahvatused peaksid lühikese aja jooksul jõudma energiateni, mis on piisavalt intensiivsed, et tekitada raskemaid elemente. Valitsev teooria, kuidas see juhtub, on turbulents. Kui supernoov viskab materjali universumisse, läheb teooria edasi, turbulentsi vibratsioon läbib tuult, surudes lühikese aja jooksul väljapoole paisunud tähematerjali piisavalt jõuga, et sulatada isegi termotuumakindlad rauaatomid teistesse aatomitesse ja moodustada raskemaid elemente.
Kuid uus vedeliku dünaamika mudel viitab sellele, et see kõik on vale.
"Selle protsessi algatamiseks peab meil olema mingisugune liigne energia," ütles uuringu juhtiv autor Snezhana Abarzhi, Perthis asuva Lääne-Austraalia ülikooli materjaliteadlane. "Inimesed on aastaid uskunud, et vägivaldsed ja kiired protsessid võivad seda laadi tekitada, mis võivad olla turbulentsed protsessid," rääkis ta Live Science'ile.
Kuid Abarzhi ja tema kaasautorid töötasid välja supernoovas sisalduvate vedelike mudeli, mis soovitab midagi muud - midagi väiksemat - võiks toimuda. Nad tutvustasid oma leide selle kuu alguses Bostonis, Ameerika füüsilise seltsi märtsi koosolekul ja avaldasid ka oma järeldused 26. novembril 2018 ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
Supernoovas plahvatab tähematerjal suure kiirusega tähe südamikust. Kuid kogu see materjal voolab välja umbes sama kiirusega. Nii et tähematerjali voos olevad molekulid ei liigu üksteise suhtes nii kiiresti. Ehkki aeg-ajalt võib esineda pulbitsemist või pööriseid, pole perioodilise tabeli raua kohal olevate molekulide tekitamiseks piisavalt turbulentsi.
Selle asemel leidsid Abarzhi ja tema meeskond, et termotuumasüntees toimub tõenäoliselt supernoova eraldatud levialades.
Kui täht plahvatab, ei ole plahvatus sümmeetriline. Tähel endal on enne plahvatust tiheduse ebakorrapärasused ja ka seda eraldavad jõud on natuke ebaregulaarsed.
Need ebakorrapärasused tekitavad plahvatava tähe juba kuumas vedelikus ülitihedaid, ultraheli piirkondi. Kogu massi raputavate vägivaldsete lainete asemel koonduvad supernoova rõhud ja energia eriti plahvatava massi väikestesse osadesse. Nendest piirkondadest saavad lühikesed keemiatehased, mis on võimsamad kui miski, mis tüüpilises tähes olemas.
Ja Abarzhi ja tema meeskond väidavad, et kõik universumi rasked elemendid on pärit.
Suur hoiatus on siin see, et tegemist on ühe tulemuse ja ühe paberiga. Sinna jõudmiseks tuginesid teadlased pliiatsi ja paberi töödele, aga ka arvutimudelitele, ütles Abarzhi. Nende tulemuste kinnitamiseks või ümberlükkamiseks peavad astronoomid vastama universumi supernoovade tegelikele keemilistele signatuuridele - gaasipilvedele ja teistele täheplahvatuse jääkidele.
Kuid tundub, et teadlased on natuke lähemal mõistmisele, kui suur osa materjalist meie ümber, sealhulgas ka meie enda kehades, valmistatakse.
