Asteroizii ar putea conține elemente care nici măcar nu sunt incluse în Tabelul periodic

Cel mai dens element natural din Tabelul periodic este metalul osmiu. La temperatura camerei, acesta formează un solid cu o densitate de 22,59 grame pe centimetru cub, aproape de două ori mai mult decât nucleul interior al Pământului și aproape la fel de dens ca nucleul lui Jupiter. Dar elemente nemaivăzute în Tabelul periodic s-ar putea ascunde în asteroizi.

Există unele obiecte în Sistemul Solar care par a fi mult mai dense decât osmiul; acestea nu sunt nuclee planetare, ci asteroizi, care nu au masa pentru a comprima mineralele într-o stare ultradensă.

• Neutrinii ar putea fi cheia pentru studierea nucleului Soarelui
• Oamenii de știință au găsit 128 de sateliți noi în jurul lui Saturn

Acest lucru i-a determinat pe oamenii de știință să speculeze că există elemente nemaivăzute în Tabelul periodic care apar în mod natural, chiar și dincolo de elementele supergrele instabile și radioactive dintre numerele atomice 105 și 118, care au fost observate doar în laborator.

Elemente nemaivăzute în Tabelul periodic, posibil găsite într-un asteroid

Nu se știe dacă elementele cu mai mult de 118 protoni ar fi chiar stabile, cu siguranță nu au fost observate niciodată, nici în „sălbăticie”, nici în medii de laborator. Dar lucrările teoretice sugerează că există o insulă de stabilitate în jurul numărului atomic 164, în care elementele supergrele nu ar fi la fel de predispuse la descompunere radioactivă și pot rămâne stabile, cel puțin pentru o perioadă.

Deoarece este de așteptat ca aceste elemente mai grele să fie mai dense, ele ar putea explica observații deosebite care implică asteroidul 33 Polyhymnia, o rocă din centura de asteroizi care măsoară aproximativ 50-60 de kilometri în diametru. O măsurătoare a determinat o densitate de 75,28 grame pe centimetru cub, clasificându-l ca un potențial obiect ultradens compact (CUDO), informează Science Alert.

Este probabil ca o valoare anormală extremă să fie rezultatul unei măsurători eronate. Chiar și astronomul care a făcut acest calcul a remarcat că rezultatul este nerealist.

Dar fizicienii Evan LaForge, Will Price și Johann Rafelski, de la Universitatea din Arizona (SUA), au vrut să investigheze dacă o astfel de densitate este sau nu cel puțin plauzibilă din punct de vedere fizic.

Modelul Thomas-Fermi

Ei și-au bazat munca pe un model al atomului numit modelul Thomas-Fermi, cunoscut a fi o modalitate brută, dar utilă de a forma aproximări de bază ale anumitor comportamente atomice. În acest cadru, cercetătorii au investigat structura atomică a elementelor supergrele ipotetice.

„Am ales acest model în ciuda relativei sale imprecizii, deoarece permite explorarea sistematică a comportamentului atomic în funcție de numărul atomic aflat dincolo de Tabelul periodic cunoscut”, spune Rafelski.

„O altă considerație este că, de asemenea, ne-a permis să explorăm mulți atomi în timpul scurt disponibil pe care l-a avut Evan (LaForge), studentul nostru genial”, a continuat Rafelski.

Calculele lor au fost în acord cu insula de stabilitate prezisă anterior că va locui la numărul atomic 164. Și au arătat că intervalul de densitate al acestui element se află între 36 și 68,4 grame pe centimetru cub. Este aproape de calculul de densitate mare pentru 33 Polyhymnia.

Arată aceste elemente că asteroidul 33 Polyhymnia este ultradens?

Asta nu înseamnă că 33 Polyhymnia este ultradens. Înseamnă doar că ar putea exista o explicație pentru acea măsurătoare (posibil eronată) a ultradensității, o explicație care nu necesită apelul la materie misterioasă.

„Scopul acestui studiu a fost de a determina dacă CUDO cu o densitate de masă extremă ar putea fi realizate fără a fi nevoie de materia ciudată sau întunecată invocată de obicei”, scriu cercetătorii în lucrarea lor.

„Am făcut acest lucru în timp ce am explorat două sisteme nucleare diferite folosind modelul relativist Thomas-Fermi. Din explorarea atât a nucleelor standard, cât și a materiei alfa, este clar că ambele tipuri de materie nucleară ar putea explica densitatea observată în CUDO, cum ar fi asteroidul 33 Polyhymnia”, scriu oamenii de știință.

Lucrarea, spun ei, demonstrează utilitatea modelului Thomas-Fermi pentru sondarea proprietăților elementelor supergrele ipotetice și oferă bazele pentru analize mai robuste ale acestora.

Cercetarea a fost publicată în The European Physical Journal Plus.

Vă recomandăm să citiți și:

6 lucruri de știut despre misiunea Psyche, prima întâlnire a omenirii cu un asteroid metalic

Matematicienii au găsit 12.000 de soluții noi la o problemă „de nerezolvat”

Galaxia noastră se deformează și de vină ar putea fi un eveniment misterios

O explozie solară masivă a găurit câmpul magnetic al Pământului și a provocat aurore roșii