Nosso mundo está cheio de produtos químicos que não deveriam existir.
Elementos mais leves, como carbono, oxigênio e hélio, existem por causa das intensas energias de fusão que esmagam prótons dentro das estrelas. Mas elementos do cobalto ao níquel e do cobre, através do iodo e do xenônio, incluindo urânio e plutônio, são pesados demais para serem produzidos por fusão estelar. Mesmo o núcleo do maior e mais brilhante sol não está quente e pressurizado o suficiente para tornar algo mais pesado que o ferro.
E, no entanto, esses produtos químicos são abundantes no universo. Algo está fazendo eles.
A história clássica era que as supernovas - as explosões que separam algumas estrelas no final de suas vidas - são os culpados. Essas explosões devem brevemente atingir energias intensas o suficiente para criar os elementos mais pesados. A teoria dominante de como isso acontece é a turbulência. À medida que a supernova lança material para o universo, a teoria continua, ondas de turbulência passam por seus ventos, comprimindo brevemente o material estelar lançado com força suficiente para bater 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 está errado.
"Para iniciar esse processo, precisamos ter algum tipo de excesso de energia", disse o autor principal do estudo, Snezhana Abarzhi, cientista de materiais da Universidade da Austrália Ocidental em Perth. "As pessoas acreditam há muitos anos que esse tipo de excesso pode ser criado por processos rápidos e violentos, que podem ser essencialmente processos turbulentos", disse ela à Live Science.
Mas Abarzhi e seus co-autores desenvolveram um modelo dos fluidos em uma supernova que sugere outra coisa - 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 da National Academy of Sciences.
Em uma supernova, o material estelar se distancia do núcleo da estrela em alta velocidade. Mas todo esse material está fluindo para fora na mesma velocidade. Então, uma em relação à outra, as moléculas nesse fluxo de material estelar não estão se movendo tão rapidamente. Embora possa haver ondulações ou redemoinhos ocasionais, 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 isolados dentro da supernova.
Quando uma estrela explode, ela explicou, a explosão não é perfeitamente simétrica. A própria estrela apresenta irregularidades de densidade no momento anterior a uma explosão, e as forças que a separam também são um pouco irregulares.
Essas irregularidades produzem regiões ultradensas e ultrahot dentro do fluido já quente da estrela em explosão. Em vez de ondulações violentas sacudirem toda a massa, as pressões e energias da supernova ficam especialmente concentradas em pequenas partes da massa explosiva. Essas regiões se tornam breves fábricas químicas mais poderosas do que qualquer coisa que exista 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 de 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 restos de uma explosão estelar.
Mas parece que os cientistas estão um pouco mais perto de entender quanto do material ao nosso redor, incluindo dentro de nossos próprios corpos, é produzido.
