Dunia kita penuh dengan bahan kimia yang seharusnya tidak ada.
Unsur yang lebih ringan, seperti karbon dan oksigen dan helium, ada karena energi fusi yang kuat yang menghancurkan proton bersama-sama di dalam bintang. Tetapi elemen-elemen dari kobalt hingga nikel menjadi tembaga, naik melalui yodium dan xenon, dan termasuk uranium dan plutonium, terlalu berat untuk diproduksi oleh fusi bintang. Bahkan inti dari matahari terbesar, paling terang tidak panas dan cukup bertekanan untuk membuat sesuatu yang lebih berat daripada besi.
Namun, bahan kimia itu berlimpah di alam semesta. Sesuatu membuat mereka.
Kisah klasiknya adalah bahwa supernova - ledakan yang merobek beberapa bintang di akhir kehidupan mereka - adalah biang keladinya. Ledakan-ledakan itu harus secara singkat mencapai energi yang cukup kuat untuk menciptakan elemen yang lebih berat. Teori dominan tentang bagaimana ini terjadi adalah turbulensi. Ketika supernova melempar material ke alam semesta, menurut teori, riak-riak turbulensi melewati anginnya, dengan singkat mengompresi material bintang yang keluar dengan kekuatan yang cukup untuk membanting atom besi yang tahan fusi ke dalam atom lain dan membentuk elemen yang lebih berat.
Tetapi model dinamika fluida baru menunjukkan bahwa ini semua salah.
"Untuk memulai proses ini, kita perlu memiliki semacam kelebihan energi," kata pemimpin penelitian, Snezhana Abarzhi, seorang ilmuwan bahan di University of Western Australia di Perth. "Orang-orang telah percaya selama bertahun-tahun bahwa kelebihan semacam ini dapat diciptakan oleh proses yang cepat dan keras, yang pada dasarnya mungkin merupakan proses yang bergejolak," katanya kepada Live Science.
Tetapi Abarzhi dan rekan penulisnya mengembangkan model cairan dalam supernova yang menyarankan sesuatu yang lain - sesuatu yang lebih kecil - mungkin sedang terjadi. Mereka mempresentasikan temuan mereka awal bulan ini di Boston, pada pertemuan American Physical Society Maret, dan juga menerbitkan temuan mereka pada 26 November 2018 dalam jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.
Dalam supernova, bahan bintang meledak jauh dari inti bintang dengan kecepatan tinggi. Tetapi semua materi itu mengalir keluar dengan kecepatan yang sama. Jadi relatif satu sama lain, molekul-molekul dalam aliran material bintang ini tidak bergerak terlalu cepat. Meskipun mungkin ada riak atau eddy sesekali, tidak ada turbulensi yang cukup untuk membuat molekul melewati zat besi pada tabel periodik.
Sebagai gantinya, Abarzhi dan timnya menemukan bahwa fusi kemungkinan terjadi di hotspot yang terisolasi di dalam supernova.
Ketika sebuah bintang meledak, jelasnya, ledakan itu tidak simetris sempurna. Bintang itu sendiri memiliki penyimpangan kerapatan pada saat sebelum ledakan, dan kekuatan peledakan itu juga agak tidak teratur.
Ketidakteraturan itu menghasilkan ultradense, daerah ultrahot dalam cairan yang sudah panas dari bintang yang meledak. Alih-alih riak keras mengguncang seluruh massa, tekanan dan energi supernova menjadi lebih terkonsentrasi di bagian-bagian kecil dari massa yang meledak. Wilayah-wilayah ini menjadi pabrik kimia singkat yang lebih kuat daripada apa pun yang ada di bintang khas.
Dan itu, Abarzhi dan timnya sarankan, adalah tempat semua elemen berat di alam semesta berasal.
Peringatan besar di sini adalah bahwa ini adalah hasil tunggal dan kertas tunggal. Untuk sampai ke sana, para peneliti bergantung pada pekerjaan pena-dan-kertas, serta model komputer, kata Abarzhi. Untuk mengkonfirmasi atau membantah hasil ini, para astronom harus mencocokkannya dengan tanda-tanda kimiawi supernova yang sebenarnya di alam semesta - awan gas dan sisa-sisa ledakan bintang lainnya.
Tapi sepertinya para ilmuwan sedikit lebih dekat untuk memahami seberapa banyak materi di sekitar kita, termasuk di dalam tubuh kita sendiri, dibuat.
