Cameron Merritt
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Nosso mundo está cheio de produtos químicos que não deveriam existir.
Elementos mais leves, como carbono, oxigênio e hélio, existem devido às intensas energias de fusão que esmagam os prótons dentro das estrelas. Mas elementos do cobalto ao níquel ao cobre, passando pelo iodo e xenônio, e incluindo o urânio e o plutônio, são pesados demais para serem produzidos por fusão estelar. Mesmo o núcleo do maior e mais brilhante sol não é quente e pressurizado o suficiente para fazer algo mais pesado que o ferro.
E, no entanto, esses produtos químicos são abundantes no universo. Algo os está fazendo. [Elementar, meu caro: 8 elementos que você nunca ouviu falar]
A história clássica era que as supernovas - as explosões que destroem algumas estrelas no final de suas vidas - são as culpadas. Essas explosões devem atingir brevemente energias intensas o suficiente para criar os elementos mais pesados. A teoria dominante de como isso acontece é a turbulência. Conforme a supernova lança material no universo, diz a teoria, ondulações de turbulência passam por seus ventos, comprimindo brevemente o material estelar lançado com força suficiente para lançar até átomos de ferro resistentes à fusão em outros átomos e formar elementos mais pesados.
Mas um novo modelo de dinâmica de fluidos sugere que tudo isso está errado.
"Para iniciar este processo, precisamos ter algum tipo de excesso de energia", disse o autor do estudo, Snezhana Abarzhi, um cientista de materiais da Universidade da Austrália Ocidental em Perth. "As pessoas acreditaram por muitos anos que esse tipo de excesso pode ser criado por processos violentos e rápidos, que podem ser essencialmente processos turbulentos", disse ela .
Mas Abarzhi e seus co-autores desenvolveram um modelo dos fluidos em uma supernova que sugere que algo mais - algo menor - pode estar acontecendo. Eles apresentaram suas descobertas no início deste mês em Boston, na reunião da American Physical Society March, e também publicaram suas descobertas em 26 de novembro de 2018 na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Em uma supernova, o material estelar é expelido do núcleo da estrela em alta velocidade. Mas todo esse material está fluindo para fora mais ou menos na mesma velocidade. Portanto, em relação umas às outras, as moléculas neste fluxo de material estelar não estão se movendo tão rápido. Embora possa haver uma ondulação ou redemoinho ocasional, não há turbulência suficiente para criar moléculas além do ferro na tabela periódica.
Em vez disso, Abarzhi e sua equipe descobriram que a fusão provavelmente ocorre em pontos de acesso isolados dentro da supernova.
Quando uma estrela explode, ela explicou, a explosão não é perfeitamente simétrica. A própria estrela tem irregularidades de densidade no momento antes de uma explosão, e as forças que a detonam também são um pouco irregulares.
Essas irregularidades produzem regiões ultradensas e ultracquentes dentro do fluido já quente da estrela em explosão. Em vez de ondas violentas sacudindo toda a massa, as pressões e energias da supernova ficam especialmente concentradas em pequenas partes da massa em explosão. Essas regiões tornam-se breves fábricas de produtos químicos mais poderosas do que qualquer coisa que existe em uma estrela típica.
E isso, Abarzhi e sua equipe sugerem, é de onde vêm todos os elementos pesados do universo.
A grande ressalva aqui é que este é um único resultado e um único artigo. Para chegar lá, os pesquisadores confiaram no trabalho com caneta e papel, bem como em modelos de computador, disse Abarzhi. Para confirmar ou refutar esses resultados, os astrônomos terão que compará-los com as assinaturas químicas reais de supernovas no universo - nuvens de gás e outros vestígios de uma explosão estelar.
Mas parece que os cientistas estão um pouco mais próximos de entender quanto do material ao nosso redor, incluindo dentro de nossos próprios corpos, é feito.
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Originalmente publicado em .