Οι αστεροειδείς κρύβουν χημικά στοιχεία που δεν υπάρχουν στον περιοδικό πίνακα

Αυτή τη στιγμή το πιο πυκνό φυσικό στοιχείο που συναντάμε στον περιοδικό πίνακα είναι το όσμιο, ένα μέταλλο το οποίο σε θερμοκρασία δωματίου έχει πυκνότητα 22.59 γραμμάρια αν κυβικό εκατοστό. Αυτό είναι περίπου διπλάσιο από την πυκνότητα του εσωτερικού πυρήνα της Γης και σχεδόν όσο πυκνός είναι ο πυρήνας του Δία.

Ωστόσο υπάρχουν κάποια αντικείμενα στο Ηλιακό σύστημα τα οποία είναι ακόμα πιο πυκνά από το όσμιο και δεν είναι καν πυρήνες πλανητών, αλλά αστεροειδείς, οι οποίοι δεν έχουν την απαιτούμενη μάζα για να συμπιέσουν τα υλικά τους σε μία τόσο πυκνή κατάσταση. Αυτό έχει οδηγήσει τους επιστήμονες να υποθέσουν πως υπάρχουν φυσικά, σταθερά χημικά στοιχεία τα οποία δεν υπάρχουν αυτή τη στιγμή στον περιοδικό πίνακα και είναι μάλιστα πιο πυκνά από τα ασταθή, ραδιενεργά στοιχεία με ατομικούς αριθμούς μεταξύ 105 και 118 τα οποία δημιουργούνται μόνο σε συνθήκες εργαστηρίου.

Παρόλο που δε γνωρίζουμε με ποιον τρόπο στοιχεία με πάνω από 118 πρωτόνια θα μπορούσαν να είναι σταθερά, θεωρητική έρευνα έχει δείξει πως υπάρχει ένα σημείο σταθερότητας κοντά στον ατομικό αριθμό 164, όπου τα στοιχεία δεν επηρεάζονται από τη ραδιενεργή διάσπαση.

Κάτι τέτοιο θα μπορούσε να εξηγήσει περίεργες παρατηρήσεις όπως αυτή του αστεροειδή 33 Polyhymia, ένα κομμάτι βράχου στη Ζώνη των Αστεροειδών, ο οποίος έχει διάμετρο περίπου 60 χιλιόμετρα αλλά φτάνει σε πυκνότητα τα 75.28 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Με μία τόσο μεγάλη πυκνότητα δεν μπορεί να αποκλειστεί βέβαια η πιθανότητα λάθους στις μετρήσεις.

Ωστόσο ερευνητές του University of Arizona θέλησαν να μελετήσουν αν μία τέτοια εξωφρενική πυκνότητα είναι δυνατή. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο Thomas-Fermi, ερεύνησαν την ατομική δομή υποτιθέμενων υπερ-βαρέων στοιχείων.

Επιλέξαμε αυτό το μοντέλο παρά τη σχετική του ανακρίβεια, επειδή επιτρέπει τη συστηματική εξερεύνηση της ατομικής συμπεριφοράς ως μία λειτουργία του ατομικού αριθμού πέρα από τον περιοδικό πίνακα.

Οι υπολογισμοί τους συμφώνησαν με το υποτιθέμενο σημείο σταθερότητας του ατομικού αριθμού 164, δείχνοντας ένα εύρος πυκνότητας μεταξύ 36 και 68.4 γραμμάρια ανά κυβικό μέτρο.

Ο σκοπός της μελέτης ήταν να διαπιστώσουμε αν η σωστή επιστημονική έρευνα για ακραία πυκνότητα μάζας μπορεί να επιτευχθεί χωρίς να επικαλεστούμε τη σκοτεινή ύλη. Αυτό το κάναμε εξερευνώντας δύο διαφορετικά συστήματα πυρήνων. Από την εξερεύνηση τόσο της στάνταρ όσο και της άλφα ύλης, είναι ξεκάθαρο πως και οι δύο τύποι ύλης του πυρήνα μπορούν να εξηγήσουν την πυκνότητα που βλέπουμε στον αστεροειδή 33 Polyhumnia.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο The European Physical Journal Plus.