Rudolf Cole
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Il nostro mondo è pieno di sostanze chimiche che non dovrebbero esistere.
Elementi più leggeri, come il carbonio, l'ossigeno e l'elio, esistono a causa delle intense energie di fusione che schiacciano i protoni insieme all'interno delle stelle. Ma elementi dal cobalto al nichel, al rame, fino allo iodio e allo xeno, e inclusi l'uranio e il plutonio, sono semplicemente troppo pesanti per essere prodotti dalla fusione stellare. Anche il nucleo del sole più grande e luminoso non è abbastanza caldo e pressurizzato per rendere qualcosa di più pesante del ferro.
Eppure, quelle sostanze chimiche sono abbondanti nell'universo. Qualcosa li sta facendo. [Elementare, mia cara: 8 elementi di cui non hai mai sentito parlare]
La storia classica era che le supernove - le esplosioni che fanno a pezzi alcune stelle alla fine della loro vita - sono il colpevole. Quelle esplosioni dovrebbero raggiungere brevemente energie abbastanza intense da creare gli elementi più pesanti. La teoria dominante su come ciò avvenga è la turbolenza. Mentre la supernova lancia materiale nell'universo, secondo la teoria, le increspature della turbolenza passano attraverso i suoi venti, comprimendo brevemente il materiale stellare fuoriuscito con una forza sufficiente a sbattere anche atomi di ferro resistenti alla fusione in altri atomi e formare elementi più pesanti.
Ma un nuovo modello di dinamica dei fluidi suggerisce che tutto questo è sbagliato.
"Per avviare questo processo abbiamo bisogno di una sorta di eccesso di energia", ha detto l'autore principale dello studio Snezhana Abarzhi, uno scienziato dei materiali presso l'Università dell'Australia occidentale a Perth. "Le persone hanno creduto per molti anni che questo tipo di eccesso potesse essere creato da processi violenti e veloci, che potrebbero essere essenzialmente processi turbolenti", ha detto. .
Ma Abarzhi ei suoi coautori hanno sviluppato un modello dei fluidi in una supernova che suggerisce qualcos'altro, qualcosa di più piccolo, potrebbe essere in corso. Hanno presentato i loro risultati all'inizio di questo mese a Boston, alla riunione di marzo dell'American Physical Society, e hanno anche pubblicato i loro risultati il 26 novembre 2018 nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
In una supernova, il materiale stellare si allontana dal nucleo della stella ad alta velocità. Ma tutto quel materiale scorre verso l'esterno all'incirca alla stessa velocità. Quindi, l'una rispetto all'altra, le molecole in questo flusso di materiale stellare non si muovono così velocemente. Sebbene ci possano essere occasionali ondulazioni o vortici, non c'è abbastanza turbolenza per creare molecole oltre il ferro sulla tavola periodica.
Invece, Abarzhi e il suo team hanno scoperto che la fusione probabilmente avviene in punti caldi isolati all'interno della supernova.
Quando una stella esplode, ha spiegato, l'esplosione non è perfettamente simmetrica. La stella stessa presenta irregolarità di densità nel momento prima di un'esplosione e anche le forze che la fanno saltare in aria sono un po 'irregolari.
Queste irregolarità producono regioni ultradense e ultra calde all'interno del fluido già caldo della stella che esplode. Invece di violente increspature che scuotono l'intera massa, le pressioni e le energie della supernova si concentrano particolarmente in piccole parti della massa che esplode. Queste regioni diventano brevi fabbriche chimiche più potenti di tutto ciò che esiste in una stella tipica.
E questo, suggeriscono Abarzhi e il suo team, è da dove provengono tutti gli elementi pesanti dell'universo.
Il grande avvertimento qui è che questo è un singolo risultato e un unico articolo. Per arrivarci, i ricercatori hanno fatto affidamento su carta e penna, oltre a modelli di computer, ha detto Abarzhi. Per confermare o smentire questi risultati, gli astronomi dovranno confrontarli con le effettive firme chimiche delle supernove nell'universo: nuvole di gas e altri resti di un'esplosione stellare.
Ma sembra che gli scienziati siano un po 'più vicini a capire quanto del materiale intorno a noi, incluso all'interno del nostro corpo, venga prodotto.
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