Asteroidy mogą ukrywać nigdy wcześniej niewidziane pierwiastki spoza układu okresowego

Najgęstszym naturalnie występującym pierwiastkiem w układzie okresowym jest metaliczny osm. W temperaturze pokojowej tworzy gęstą substancję stałą 22,59 gramów na centymetr sześcienny – Prawie podwójne Gęsty jak wewnętrzne jądro Ziemi i prawie tak gęsty jak atmosfera Esencja Jowisza.

Ale są pewne obiekty w Układzie Słonecznym, które wydają się gęstsze niż osm; Nawet nie jądra planet, ale asteroidy, które nie mają masy niezbędnej do sprasowania metali do bardzo gęstego stanu.

To skłoniło naukowców do spekulacji, że naturalnie występujące stabilne pierwiastki istnieją poza układem okresowym — nawet poza niestabilnymi ultraciężkimi pierwiastkami radioaktywnymi o liczbach atomowych od 105 do 118, które obserwowano jedynie w warunkach laboratoryjnych.

Nie wiadomo, czy pierwiastki posiadające więcej niż 118 protonów byłyby stabilne, a z pewnością nigdy ich nie obserwowano ani na wolności, ani w laboratoriach. Jednak prace teoretyczne sugerują, że tak Wyspa stabilności wokół Liczba atomowa 164Pierwiastki ultraciężkie nie są podatne na rozpad radioaktywny i mogą pozostać obecne przynajmniej przez pewien czas.

Ponieważ oczekuje się, że te cięższe pierwiastki będą gęstsze, mogą wyjaśniać dziwne obserwacje związane z asteroidą 33 Polihymenia, skała w pasie asteroid o średnicy około 50 do 60 kilometrów (około 30 do 36 mil). Jedna miara wyprowadziła gęstość 33 polihymenii 75,28 gramów na centymetr sześciennyi sklasyfikowany jako potencjalny obiekt supergęsty (Kudo).

To maksimum jest prawdopodobnie wynikiem nieprawidłowego pomiaru. Nawet astronom, który dokonał tych obliczeń Podkreślił, że jest to nierealne.

Jednak fizycy Ivan LaForge, Will Price i Johan Ravelski z Uniwersytetu w Arizonie chcieli sprawdzić, czy gęstość ta jest przynajmniej fizycznie wiarygodna.

Oparli swoją pracę na modelu atomu zwanym… Model Thomasa Fermiego, znana jako prymitywna, ale przydatna metoda tworzenia podstawowych przybliżeń niektórych zachowań atomowych. W tym kontekście naukowcy badali strukturę atomową hipotetycznych superciężkich pierwiastków.

„Wybraliśmy ten model pomimo jego względnej niedokładności, ponieważ pozwala on na systematyczne badanie zachowania atomu jako funkcji liczby atomowej poza znanym układem okresowym.” – mówi Ravelsky.

„Inną kwestią jest to, że umożliwiło nam to zbadanie znacznie większej liczby atomów w krótkim czasie, jakim dysponował Ivan [LaForge]„Nasz wspaniały student”.

Ich obliczenia zgadzały się z tym, że wyspa stabilności, jak się wcześniej spodziewano, znajdowała się przy liczbie atomowej 164. Wykazały, że zakres gęstości tego pierwiastka mieści się w przedziale od 36 do 68,4 gramów na centymetr sześcienny. Jest to zbliżone do obliczenia dużej gęstości wynoszącej 33 polihymenii.

Nie oznacza to jednak, że 33 Polihymnia jest zbyt gęsta. Oznacza to po prostu, że może istnieć wyjaśnienie (być może błędnego) pomiaru supergęstości, który nie wymaga dostępu do tajemniczego koszyka materii.

„Celem tego badania było ustalenie, czy CUDO o ekstremalnych gęstościach masowych można uzyskać bez potrzeby stosowania egzotycznej lub ciemnej materii, jak się zwykle wymaga”. Naukowcy piszą w swoim artykule.

„Zrobiliśmy to podczas badania dwóch różnych układów jądrowych, korzystając z relatywistycznego modelu Thomasa Fermiego. Badając zarówno standardowe jądra, jak i materię alfa, jest jasne, że oba rodzaje materii jądrowej mogą wyjaśniać gęstość obserwowaną w CUDO, takich jak asteroida 33. Polihymnia”.

Twierdzą, że praca ta demonstruje użyteczność modelu Thomasa-Fermiego do badania właściwości hipotetycznych pierwiastków superciężkich i stanowi podstawę do potężniejszych analiz.

Wyszukiwanie pojawia się w Europejski dziennik fizyczny Plus.