NEKI su asteroidi nevjerojatno gusti. Toliko, zapravo, da bi se u njima mogli skrivati teški elementi kakve ne poznajemo ni u periodnom sustavu, otkriva nova znanstvena studija o gustoći mase, piše IFC Science.

Tim fizičara sa Sveučilišta u Arizoni krenuo je u istraživanje potaknut mogućnošću postojanja takozvanih Kompaktnih ultragustih objekata (engl. CUDO). Riječ je o nebeskim tijelima čija gustoća premašuje gustoću osmija, najgušćeg stabilnog elementa koji nalazimo u prirodi, a koji u jezgri ima 76 protona.

„Pojedini promatrani asteroidi premašuju taj prag gustoće. Posebno se ističe asteroid 33 Polyhymnia“, navodi tim u svojoj studiji. „Budući da je gustoća asteroida 33 Polyhymnia daleko veća od maksimalne gustoće poznate atomske tvari, možemo ga klasificirati kao CUDO nepoznatog sastava.“

Potraga izvan granica poznatog

Znanstvenici su se usredotočili na svojstva potencijalnih elemenata s atomskim brojevima (Z) većim od bilo kojeg poznatog elementa u periodnom sustavu. Iako je osmij najgušći stabilni element, u laboratorijima su već stvoreni elementi s višim atomskim brojevima.

Primjerice, oganeson (atomski broj 118), prvi put sintetiziran 2002. godine bombardiranjem kalifornija-249 atomima kalcija-48, trenutno je najgušći element u periodnom sustavu. Međutim, elementi pri vrhu tablice uglavnom su izrazito nestabilni, radioaktivni i raspadaju se u nevjerojatno kratkom vremenu.

Koristeći relativistički Thomas-Fermi model atoma, tim iz Arizone modelirao je svojstva elemenata izvan poznatih granica, pokušavajući procijeniti gustoću onih s atomskim brojem 110 i više. Analizirajući poznate elemente, nisu uspjeli pronaći nijedan koji bi imao dovoljno veliku gustoću da objasni zapažanja o asteroidu 33 Polyhymnia, čak i pod pretpostavkom da je stabilan.

Otok stabilnosti i superteški metali

Rješenje bi se moglo kriti u takozvanom teorijskom „otoku stabilnosti“. Fizičari teoretiziraju da bi oko atomskog broja 164 mogli postojati elementi koji su, za razliku od svojih susjeda, ponovno stabilni.

„Elementi s tog teorijskog otoka nuklearne stabilnosti, za koje predviđamo gustoću između 36,0 i 68,4 g/cm³, izgledni su kandidati“, napisao je tim. „Ako bi se značajan dio asteroida sastojao od tih superteških metala, vrlo je moguće da bi njegova ukupna gustoća bila blizu eksperimentalno izmjerene vrijednosti.“

„Naši rezultati omogućuju nam postavljanje hipoteze da bi superteški elementi, ako su dovoljno stabilni, mogli postojati u jezgrama gustih asteroida poput 33 Polyhymnia“, zaključuju znanstvenici u radu.

Implikacije koje golicaju maštu

Iako su ovo tek preliminarni rezultati, vijest je uzbudljiva svima – od laika sa zanimanjem za fiziku do tehnoloških vizionara s planovima za rudarenje u svemiru.

„Svi superteški elementi, kako oni izrazito nestabilni, tako i oni koji još nisu ni otkriveni, često se podrugljivo nazivaju 'unobtainium' (nedostižni element)“, pojasnio je u priopćenju za medije Jan Rafelski, jedan od autora studije. „Sama ideja da bi neki od njih mogli biti dovoljno stabilni da ih pronađemo unutar našeg Sunčevog sustava je nevjerojatno poticajna.“

Studija je objavljena u znanstvenom časopisu The European Physical Journal Plus. Prethodna verzija ovog članka prvi put je objavljena u listopadu 2023.