عالمنا مليء بالمواد الكيميائية التي لا ينبغي أن توجد.
توجد عناصر أخف ، مثل الكربون والأكسجين والهيليوم ، بسبب طاقات الاندماج الشديدة التي تسحق البروتونات معًا داخل النجوم. لكن العناصر من الكوبالت إلى النيكل إلى النحاس ، صعودًا من خلال اليود والزينون ، بما في ذلك اليورانيوم والبلوتونيوم ، هي ثقيلة جدًا بحيث لا يمكن إنتاجها عن طريق الاندماج النجمي. حتى قلب أكبر الشمس وأكثرها سطوعًا ليس حارًا ومضغوطًا بما يكفي لجعل أي شيء أثقل من الحديد.
ومع ذلك ، فإن هذه المواد الكيميائية وفيرة في الكون. شيء ما يجعلهم.
كانت القصة الكلاسيكية هي أن المستعرات الأعظمية - الانفجارات التي تمزق بعض النجوم في نهاية حياتهم - هي الجاني. يجب أن تصل هذه الانفجارات لفترة وجيزة إلى طاقات مكثفة بما يكفي لخلق عناصر أثقل. النظرية السائدة لكيفية حدوث ذلك هي الاضطراب. عندما تقذف المستعر الأعظم المواد في الكون ، تذهب النظرية ، تمر تموجات الاضطراب من خلال رياحها ، وتضغط لفترة وجيزة المواد النجمية المتدفقة بقوة كافية لضرب حتى ذرات الحديد المقاومة للانصهار في ذرات أخرى وتشكيل عناصر أثقل.
لكن نموذج ديناميكيات مائع جديد يشير إلى أن هذا كله خطأ.
وقالت مؤلفة الدراسة سنيزانا أبرزي ، عالمة المواد بجامعة غرب أستراليا في بيرث: "من أجل بدء هذه العملية ، نحتاج إلى نوع من الطاقة الزائدة". وأبلغت "لايف ساينس" أن "الناس اعتقدوا لسنوات عديدة أن هذا النوع من الفائض قد ينتج عن عمليات عنيفة وسريعة قد تكون في الأساس عمليات مضطربة".
لكن أبرزي ومؤلفيها طوروا نموذجًا للسوائل في مستعر أعظم يشير إلى شيء آخر - شيء أصغر - قد يحدث. قدموا النتائج التي توصلوا إليها في وقت سابق من هذا الشهر في بوسطن ، في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية مارس ، ونشروا أيضًا نتائجهم في 26 نوفمبر 2018 في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.
في مستعر أعظم ، تنفجر المواد النجمية عن قلب النجم بسرعة عالية. لكن كل تلك المواد تتدفق للخارج بنفس السرعة تقريبًا. بالنسبة إلى بعضها البعض ، لا تتحرك الجزيئات في هذا التيار من المادة النجمية بهذه السرعة. في حين أنه قد يكون هناك تموج أو دوامة عرضية ، لا يوجد اضطراب كافٍ لإنشاء جزيئات بعد الحديد على الجدول الدوري.
وبدلاً من ذلك ، وجدت أبرزي وفريقها أن الاندماج من المحتمل أن يحدث في نقاط ساخنة معزولة داخل المستعر الأعظم.
وأوضحت أنه عندما ينفجر نجم ، فإن الانفجار ليس متماثلًا تمامًا. النجم نفسه لديه مخالفات كثافة في اللحظة التي تسبق الانفجار ، والقوى التي تفجره غير منتظمة بعض الشيء.
وتنتج هذه المخالفات مناطق فائقة الموجة وفائقة السرعة داخل السائل الساخن بالفعل للنجم المتفجر. بدلاً من التموجات العنيفة التي تهز الكتلة بأكملها ، تتركز ضغوط وطاقات المستعر الأعظم بشكل خاص في أجزاء صغيرة من الكتلة المتفجرة. تصبح هذه المناطق مصانع كيميائية موجزة أقوى من أي شيء موجود في نجم نموذجي.
وهذا ما تقترحه أبرزي وفريقها ، من أين تأتي جميع العناصر الثقيلة في الكون.
التحذير الكبير هنا هو أن هذه نتيجة واحدة وورقة واحدة. وقال أبرزي إنه من أجل الوصول إلى هناك ، اعتمد الباحثون على أعمال القلم والورق ، بالإضافة إلى نماذج الكمبيوتر. لتأكيد أو دحض هذه النتائج ، سيتعين على الفلكيين مطابقتها مع التوقيعات الكيميائية الفعلية للمستعرات الأعظمية في الكون - سحب الغاز وبقايا انفجار نجمي آخر.
ولكن يبدو أن العلماء أقرب قليلاً لفهم كمية المواد التي حولنا ، بما في ذلك داخل أجسامنا.
