Jacob Hoover
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Notre monde est plein de produits chimiques qui ne devraient pas exister.
Des éléments plus légers, comme le carbone, l'oxygène et l'hélium, existent en raison d'intenses énergies de fusion qui écrasent les protons ensemble à l'intérieur des étoiles. Mais les éléments allant du cobalt au nickel en passant par le cuivre, en passant par l'iode et le xénon, et y compris l'uranium et le plutonium, sont tout simplement trop lourds pour être produits par fusion stellaire. Même le noyau du soleil le plus grand et le plus brillant n'est pas suffisamment chaud et sous pression pour rendre quelque chose de plus lourd que le fer.
Et pourtant, ces produits chimiques sont abondants dans l'univers. Quelque chose les fait. [Élémentaire, mon cher: 8 éléments dont vous n'avez jamais entendu parler]
L'histoire classique était que les supernovae - les explosions qui déchirent certaines étoiles à la fin de leur vie - sont les coupables. Ces explosions devraient brièvement atteindre des énergies suffisamment intenses pour créer les éléments les plus lourds. La théorie dominante sur la façon dont cela se produit est la turbulence. Alors que la supernova jette de la matière dans l'univers, selon la théorie, des ondulations de turbulence traversent ses vents, comprimant brièvement le matériau stellaire expulsé avec suffisamment de force pour claquer même les atomes de fer résistants à la fusion dans d'autres atomes et former des éléments plus lourds..
Mais un nouveau modèle de dynamique des fluides suggère que tout cela est faux.
"Afin de lancer ce processus, nous devons avoir une sorte d'excès d'énergie", a déclaré l'auteur principal de l'étude Snezhana Abarzhi, un scientifique des matériaux à l'Université d'Australie occidentale à Perth. "Les gens ont cru pendant de nombreuses années que ce genre d'excès pourrait être créé par des processus violents et rapides, qui pourraient être essentiellement des processus turbulents", a-t-elle déclaré. .
Mais Abarzhi et ses co-auteurs ont développé un modèle des fluides dans une supernova qui suggère que quelque chose d'autre - quelque chose de plus petit - pourrait se passer. Ils ont présenté leurs résultats plus tôt ce mois-ci à Boston, lors de la réunion de mars de l'American Physical Society, et ont également publié leurs résultats le 26 novembre 2018 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences..
Dans une supernova, le matériau stellaire s'éloigne du noyau de l'étoile à grande vitesse. Mais tout ce matériau s'écoule vers l'extérieur à peu près à la même vitesse. Donc, les unes par rapport aux autres, les molécules de ce flux de matière stellaire ne se déplacent pas si vite. Bien qu'il puisse y avoir des ondulations ou des tourbillons occasionnels, il n'y a pas assez de turbulence pour créer des molécules au-delà du fer sur le tableau périodique..
Au lieu de cela, Abarzhi et son équipe ont découvert que la fusion a probablement lieu dans des points chauds isolés de la supernova..
Lorsqu'une étoile explose, explique-t-elle, l'explosion n'est pas parfaitement symétrique. L'étoile elle-même présente des irrégularités de densité au moment précédant une explosion, et les forces qui la séparent sont également un peu irrégulières..
Ces irrégularités produisent des régions ultra-denses et ultra chaudes dans le fluide déjà chaud de l'étoile qui explose. Au lieu de violentes ondulations secouant toute la masse, les pressions et les énergies de la supernova se concentrent particulièrement dans de petites parties de la masse explosive. Ces régions deviennent de brèves usines chimiques plus puissantes que tout ce qui existe dans une étoile typique.
Et cela, suggèrent Abarzhi et son équipe, c'est de là que viennent tous les éléments lourds de l'univers..
La grande mise en garde ici est qu'il s'agit d'un seul résultat et d'un seul article. Pour y arriver, les chercheurs se sont appuyés sur un travail au crayon et sur papier, ainsi que sur des modèles informatiques, a déclaré Abarzhi. Pour confirmer ou réfuter ces résultats, les astronomes devront les comparer aux signatures chimiques réelles des supernovae dans l'univers - nuages de gaz et autres restes d'une explosion stellaire.
Mais il semble que les scientifiques sont un peu plus près de comprendre la quantité de matière qui nous entoure, y compris à l'intérieur de notre propre corps, est fabriquée..
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Publié à l'origine le .