Phillip Hopkins
0 
3166
706
Onze wereld is vol chemicaliën die niet zouden moeten bestaan.
Lichtere elementen, zoals koolstof en zuurstof en helium, bestaan vanwege intense fusie-energieën die protonen samen in sterren verpletteren. Maar elementen van kobalt tot nikkel tot koper, via jodium en xenon, inclusief uranium en plutonium, zijn gewoon te zwaar om door stellaire fusie te worden geproduceerd. Zelfs de kern van de grootste, helderste zon is niet heet en staat niet genoeg onder druk om iets zwaarder dan ijzer te maken.
En toch zijn die chemicaliën overvloedig aanwezig in het universum. Iets maakt ze. [Elementair, mijn beste: 8 elementen waarvan je nog nooit hebt gehoord]
Het klassieke verhaal was dat supernovae - de explosies die sommige sterren aan het einde van hun leven verscheuren - de boosdoener zijn. Die explosies zouden kortstondige energieën moeten bereiken die intens genoeg zijn om de zwaardere elementen te creëren. De dominante theorie voor hoe dit gebeurt, is turbulentie. Terwijl de supernova materiaal in het universum gooit, gaat de theorie, golven van turbulentie passeren door zijn winden, waarbij uitgeworpen stellair materiaal kort wordt samengedrukt met voldoende kracht om zelfs fusiebestendige ijzeratomen tegen andere atomen te slaan en zwaardere elementen te vormen.
Maar een nieuw vloeistofdynamica-model suggereert dat dit helemaal verkeerd is.
"Om dit proces op gang te brengen, hebben we een soort van overmaat aan energie nodig", zei hoofdauteur Snezhana Abarzhi, een materiaalwetenschapper aan de University of Western Australia in Perth. "Mensen geloven al jaren dat dit soort overmaat kan worden veroorzaakt door gewelddadige, snelle processen, die in wezen turbulente processen kunnen zijn", vertelde ze. .
Maar Abarzhi en haar co-auteurs ontwikkelden een model van de vloeistoffen in een supernova die suggereren dat er iets anders - iets kleins - aan de hand is. Ze presenteerden hun bevindingen eerder deze maand in Boston, tijdens de bijeenkomst van de American Physical Society in maart, en publiceerden hun bevindingen ook op 26 november 2018 in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
In een supernova blaast stellair materiaal met hoge snelheid weg van de kern van de ster. Maar al dat materiaal stroomt met ongeveer dezelfde snelheid naar buiten. Dus ten opzichte van elkaar bewegen de moleculen in deze stroom stellair materiaal niet zo snel. Hoewel er af en toe een rimpel of werveling kan zijn, is er niet genoeg turbulentie om moleculen langs ijzer op het periodiek systeem te creëren.
In plaats daarvan ontdekten Abarzhi en haar team dat fusie waarschijnlijk plaatsvindt in geïsoleerde hotspots binnen de supernova.
Als een ster ontploft, legde ze uit, is de explosie niet perfect symmetrisch. De ster zelf vertoont onregelmatigheden in de dichtheid op het moment voor een explosie, en de krachten die hem uit elkaar blazen zijn ook een beetje onregelmatig.
Die onregelmatigheden produceren ultradichte, ultrahete gebieden in de toch al hete vloeistof van de exploderende ster. In plaats van gewelddadige rimpelingen die de hele massa doen schudden, worden de drukken en energieën van de supernova vooral geconcentreerd in kleine delen van de exploderende massa. Deze regio's worden korte chemische fabrieken krachtiger dan alles wat in een typische ster bestaat.
En dat, suggereren Abarzhi en haar team, is waar alle zware elementen in het universum vandaan komen.
Het grote voorbehoud hier is dat dit een enkel resultaat en een enkel document is. Om daar te komen, vertrouwden de onderzoekers op pen-en-papierwerk, evenals computermodellen, zei Abarzhi. Om deze resultaten te bevestigen of te weerleggen, zullen astronomen ze moeten vergelijken met de feitelijke chemische kenmerken van supernovae in het universum - gaswolken en andere overblijfselen van een stellaire explosie.
Maar het lijkt erop dat wetenschappers een beetje dichter bij het begrip zijn van hoeveel van het materiaal overal om ons heen, ook in ons eigen lichaam, wordt gemaakt.
- Galerij: Our Amazing Sun
- Fiery Folklore: 5 oogverblindende Sun Myths
- De 12 vreemdste objecten in het heelal
Oorspronkelijk gepubliceerd op .