Астероидите в Слънчевата система съдържат свръхтежки елементи, непознати на учените

Наблюденията и изчисленията показват, че някои астероиди в Слънчевата система имат по-висока плътност от тази на всички други елементи, които съществуват на Земята. Това означава, че те са поне частично съставени от неизвестна „свръхплътна“ материя. Според физици от Съединените щати те може да са елементи с атомен номер отвъд прага, определен от съвременната периодична таблица. Тези химични елементи имат плътност 4-6 пъти по-голяма от тази на оловото.

Учени от Държавния университет в Аризона моделираха свойствата на такива елементи, използвайки модела на Томас-Ферми за атомната структура, като се съсредоточиха главно върху „острова на ядрената стабилност“ с атомен номер (Z) около 164 и се опитаха да обхванат с метода си и по-екзотични видове свръхплътни материали.

Елементите с атомен номер, по-голям от 104, имат много голям брой протони и принадлежат към групата на свръхтежките елементи. Те се разделят на две подгрупи: тези със Z от 105 до 118 могат да бъдат получени експериментално, но са радиоактивни и нестабилни с много кратък период на полуразпад и поради това представляват интерес само за науката.

Елементите с атомен номер, по-голям от 118, все още не са срещани от учените, но свойствата на някои от тях са прогнозирани от науката. Например, „островът на ядрената стабилност“ има Z=164. И тъй като по принцип плътността на елементите има тенденция да нараства с атомната им маса, тези свръхтежки елементи могат да бъдат изключително плътни, пише Phys.org.

Най-плътният стабилен елемент е редкият платинен метал осмий с атомен номер 76. Плътността му е 22,59 g/cm3 , което е около два пъти повече от тази на оловото. Обектите – обикновено небесни тела – с плътност над тази стойност се считат за „компактни свръхплътни“. Най-изявеният представител е астероидът Полихимния (Polyhymnia) в главния астероиден пояс на Слънчевата система, между Марс и Юпитер. Неговата плътност, според изчисленията на астрономите, е около 75 g/cm3.

Според учени от Университета в Аризона, Полихимния и подобни небесни тела може да са съставени от елементи с атомен номер, по-голям от 118, вероятно заедно с други видове свръхплътна материя. Извършвайки изчисления с помощта на модела на Томас-Ферми, те потвърдиха прогнозата, че атомите с около 164 протона в ядрото вероятно са стабилни. Освен това стабилен елемент със Z=164 би имал плътност между 36 и 68,4 g/cm3. Тези параметри се доближават до очакваните характеристики на астероида Полихимния.

Всички свръхтежки елементи – както тези, които са изключително нестабилни, така и тези, които просто още никой не е виждал – шеговито се наричат unobtanium. Идеята, че някои от тях може да са достатъчно стабилни, за да се намират в Слънчевата система, открива нови вълнуващи перспективи, казват изследователите.