Notre monde est plein de produits chimiques qui ne devraient pas exister.
Des éléments plus légers, comme le carbone et l'oxygène et l'hélium, existent en raison des énergies de fusion intenses qui écrasent les protons à l'intérieur des étoiles. Mais les éléments du cobalt au nickel en passant par le cuivre, l'iode et le xénon, en passant par l'uranium et le plutonium, sont tout simplement trop lourds pour être produits par fusion stellaire. Même le cœur du soleil le plus grand et le plus brillant n'est pas chaud et suffisamment pressurisé pour rendre quelque chose de plus lourd que le fer.
Et pourtant, ces produits chimiques sont abondants dans l'univers. Quelque chose les fait.
L'histoire classique était que les supernovae - les explosions qui déchirent certaines étoiles à la fin de leur vie - sont le coupable. Ces explosions devraient brièvement atteindre des énergies suffisamment intenses pour créer des éléments plus lourds. La théorie dominante sur la façon dont cela se produit est la turbulence. Alors que la supernova jette du matériau dans l'univers, la théorie avance, des ondulations de turbulence traversent ses vents, comprimant brièvement le matériau stellaire projeté avec suffisamment de force pour claquer même des atomes de fer résistants à la fusion en d'autres atomes et former des éléments plus lourds.
Mais un nouveau modèle de dynamique des fluides suggère que tout 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, scientifique des matériaux à l'Université de Western Australia à Perth. "Les gens pensent depuis 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 à Live Science.
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 produire. 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 le journal Proceedings of the National Academy of Sciences.
Dans une supernova, le matériau stellaire s'éloigne du cœur de l'étoile à grande vitesse. Mais tout ce matériel coule 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 une ondulation ou un tourbillon occasionnel, il n'y a pas assez de turbulence pour créer des molécules après le 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 au sein de la supernova.
Lorsqu'une étoile explose, a-t-elle expliqué, 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 l'explosent 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 d'ondulations violentes secouant toute la masse, les pressions et les énergies de la supernova se concentrent particulièrement sur 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 c'est ce que suggèrent Abarzhi et son équipe, d'où 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 document. Pour y arriver, les chercheurs se sont appuyés sur le travail du stylo et du papier, ainsi que sur des modèles informatiques, a expliqué 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 soient un peu plus près de comprendre quelle quantité de matière tout autour de nous, y compris à l'intérieur de notre propre corps, est fabriquée.
