Verden vår er full av kjemikalier som ikke burde eksistere.
Lettere elementer, som karbon og oksygen og helium, eksisterer på grunn av intense fusjonsenergier som knuser protoner sammen inne i stjerner. Men elementer fra kobolt til nikkel til kobber, opp gjennom jod og xenon, og inkludert uran og plutonium, er bare for tunge til å bli produsert av stjernefusjon. Selv kjernen i den største, lyseste solen er ikke varm og under trykk nok til å gjøre noe tyngre enn jern.
Og likevel er disse kjemikaliene rikelig i universet. Noe gjør dem.
Den klassiske historien var at supernovaer - eksplosjonene som river noen stjerner fra hverandre på slutten av livet - er den skyldige. Disse eksplosjonene skulle kort rekkevidde nå energier som er intense nok til å skape de tyngre elementene. Den dominerende teorien for hvordan dette skjer er turbulens. Når supernova kaster materiale inn i universet, går teorien, rippler av turbulens passerer gjennom vindene, kort komprimerer utflytende stjernemateriale med nok kraft til å smelle selv fusjonsresistente jernatomer i andre atomer og danner tyngre elementer.
Men en ny væskedynamikkmodell antyder at alt er galt.
"For å sette i gang denne prosessen, må vi ha et slags overskudd av energi," sa studiens hovedforfatter Snezhana Abarzhi, en materialforsker ved University of Western Australia i Perth. "Folk har trodd i mange år at denne typen overflødighet kan være skapt av voldelige, raske prosesser, som i hovedsak kan være turbulente prosesser," sa hun til Live Science.
Men Abarzhi og hennes medforfattere utviklet en modell av væskene i en supernova som antyder noe annet - noe mindre - kan være på gang. De presenterte funnene sine tidligere denne måneden i Boston, på American Physical Society March-møtet, og publiserte også funnene deres 26. november 2018 i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.
I en supernova sprenger stjernemateriale bort fra stjernens kjerne i høy hastighet. Men alt dette materialet flyter utover med omtrent samme hastighet. I forhold til hverandre beveger molekylene i denne strømmen av stjernemateriale seg ikke så raskt. Selv om det kan være en eller annen krusning eller virvel, er det ikke nok turbulens til å lage molekyler forbi jern på det periodiske bordet.
I stedet fant Abarzhi og hennes team at fusjon sannsynligvis foregår i isolerte hotspots i supernovaen.
Når en stjerne eksploderer, forklarte hun, er eksplosjonen ikke perfekt symmetrisk. Stjernen i seg selv har tetthetsuregelmessigheter i øyeblikket før en eksplosjon, og kreftene som sprenger den fra hverandre er også litt uregelmessige.
Disse uregelmessighetene produserer ultradense, ultrahot-regioner i den allerede varme heten av den eksploderende stjernen. I stedet for voldelige krusninger som rister hele massen, blir supernovas press og energier spesielt konsentrert i små deler av den eksploderende massen. Disse regionene blir korte kjemiske fabrikker kraftigere enn noe som finnes i en typisk stjerne.
Og det, antyder Abarzhi og hennes team, er hvor alle de tunge elementene i universet kommer fra.
Det store forbeholdet her er at dette er et enkelt resultat og et enkelt papir. For å komme dit, stolte forskerne på penn-og-papir-arbeid, så vel som datamodeller, sa Abarzhi. For å bekrefte eller tilbakevise disse resultatene, vil astronomer måtte matche dem mot de faktiske kjemiske signaturene til supernovaer i universet - gassskyer og andre rester av en fantastisk eksplosjon.
Men det virker som forskere er litt nærmere å forstå hvor mye av materialet rundt oss, inkludert i våre egne kropper, som blir laget.
