Náš svet je plný chemikálií, ktoré by nemali existovať.
Ľahšie prvky ako uhlík, kyslík a hélium existujú kvôli intenzívnej energii fúzie, ktorá drví protóny vo vnútri hviezd. Avšak prvky od kobaltu po nikel až meď až po jód a xenón, vrátane uránu a plutónia, sú príliš ťažké na to, aby sa mohli vyrobiť hviezdnou fúziou. Dokonca ani jadro najväčšieho, najjasnejšieho slnka nie je horúce a natlakované na to, aby bolo niečo ťažšie ako železo.
A predsa tieto chemikálie sú vo vesmíre bohaté. Niečo ich robí.
Klasickým príbehom bolo, že vinníkom sú supernovy - výbuchy, ktoré na konci ich života roztrhnú niektoré hviezdy. Tieto explózie by mali v krátkosti dosiahnuť energiu dostatočne intenzívnu na to, aby vytvorili ťažšie prvky. Dominantnou teóriou toho, ako sa to deje, sú turbulencie. Keď supernova vrhá materiál do vesmíru, teória prechádza, vlnky turbulencie prechádzajú jeho vetrami, krátko komprimujú vytlačený hviezdny materiál s dostatočnou silou, aby rozbili dokonca i atómy železa odolné voči fúzii na iné atómy a vytvorili ťažšie prvky.
Nový model dynamiky tekutín však naznačuje, že je to všetko zle.
„Aby sme mohli začať tento proces, musíme mať nejaký prebytok energie,“ uviedla vedecká autorka štúdie Snezhana Abarzhi, vedkyňa materiálov na University of Western Australia v Perthe. „Ľudia už mnoho rokov veria, že tento druh prebytku môže byť spôsobený násilnými, rýchlymi procesmi, ktoré môžu byť v zásade turbulentné procesy,“ uviedla pre Live Science.
Abarzhi a jej spoluautori však vyvinuli model tekutín v supernove, ktorý naznačuje, že by sa mohlo pokračovať niečo iné - niečo menšie. Svoje zistenia predstavili začiatkom tohto mesiaca v Bostone na marcovom stretnutí Americkej fyzickej spoločnosti a svoje zistenia uverejnili aj 26. novembra 2018 v časopise Progress of the National Academy of Sciences.
V supernovovej hviezdi vysokými rýchlosťami vystreľuje hviezdny materiál. Ale všetok tento materiál tečie smerom von približne rovnakou rýchlosťou. Molekuly v tomto prúde hviezdneho materiálu sa tak rýchlo nedotýkajú. Aj keď môže dôjsť k občasnému zvlneniu alebo víru, nie je dostatok turbulencie na vytvorenie molekúl okolo železa na periodickej tabuľke.
Namiesto toho Abarzhi a jej tím zistili, že fúzia sa pravdepodobne uskutoční v izolovaných hotspotoch v supernove.
Keď hviezda exploduje, vysvetlila, že výbuch nie je úplne symetrický. Hviezda samotná má nepravidelnosti hustoty v okamihu pred výbuchom a sily, ktoré ju roztrhávajú, sú tiež trochu nepravidelné.
Tieto nepravidelnosti vytvárajú ultradenzívne ultravysoké oblasti vo vnútri už horúcej tekutiny vybuchujúcej hviezdy. Namiesto silných vlniek, ktoré otriasajú celou hmotou, sa tlak a energia supernovy sústreďujú najmä na malé časti vybuchujúcej hmoty. Tieto oblasti sa stávajú stručnými chemickými továrňami silnejšími než čokoľvek iné, čo existuje v typickej hviezde.
A to naznačuje Abarzhi a jej tím, odkiaľ pochádzajú všetky ťažké prvky vo vesmíre.
Veľkou výzvou je, že ide o jediný výsledok a jeden papier. Aby sa tam dostali, vedci sa spoliehali na prácu s perom a papierom, ako aj na počítačové modely, uviedol Abarzhi. Aby astronómovia potvrdili alebo vyvrátili tieto výsledky, budú ich musieť porovnať so skutočnými chemickými podpismi supernov vo vesmíre - plynovými mrakmi a ostatnými zvyškami hviezdnej explózie.
Zdá sa však, že vedci sú o čosi bližšie k pochopeniu toho, koľko materiálu sa všade okolo nás, a to aj vnútri našich vlastných tiel, vyrobí.
