Няколко астероида в нашата Слънчева система са толкова плътни, че нито един елемент на Земята не може да обясни техните свойства. Вместо това те може да са съставени от естествено срещащи се "свръхтежки елементи" извън изброените в периодичната таблица - нашия най-добър каталог от 118 химични елемента, - показват нови изследвания.

"Ако астероидите наистина съдържат свръхтежки елементи, това би открило множество въпроси, свързани с това как са се образували тези елементи и защо все още не сме ги открили извън астероидите", казва съавторът на изследването Йохан Рафелски, професор по физика в Университета на Аризона, пред Live Science.

Изключително тежките космически скали, известни като компактни свръхплътни обекти (CUDOs), обикновено са по-тежки от осмия - най-тежкия естествено срещащ се елемент на Земята. Една такава скала е 33 Polyhymnia, разположена в основния астероиден пояс между Марс и Юпитер. Учените отдавна са озадачени от нейната плътност, тъй като обектът, широк 55 км, няма масата, необходима за изтласкване на минералите в свръхплътни форми. Съставът му обаче е труден за определяне поради малкия му размер и голямото разстояние от Земята.

Предишни изследвания предполагаха, че плътността на CUDOs като 33 Polyhymnia може да се обясни, ако обектите са пълни с мистериозни частици тъмна материя, които може би не съществуват като свободно разпределени частици, а по-скоро като конгломерати в астероидите. Сега в изследване, публикувано в The European Physical Journal Plus, Рафелски и двама негови колеги математически демонстрират, че съществуването на CUDOs може да се обясни не с тъмна материя, а с неизвестни класове химични елементи извън периодичната таблица, които са много по-плътни от осмия.

Учените отдавна спорят дали елементи, по-тежки от осмия, последния в периодичната таблица, могат да се появят в природата и да бъдат стабилни. Такива свръхтежки елементи са силно радиоактивни и се разпадат в рамките на милисекунди благодарение на отблъскването между големия брой протони, събрани в ядрата им.

Предишна работа показа, че в периодичната таблица има теоретична област, наречена "остров на стабилност", на свръхтежки елементи с атомен номер 164. При това тегло елементите не биха могли да претърпят бърз радиоактивен разпад и биха съществували за кратки периоди от време. Новите изчисления на Рафелски и неговия екип се съгласяват с тази прогноза.

"Всички свръхтежки елементи - както тези, които са силно нестабилни, така и тези, които просто не са наблюдавани - са били обединени като "невъзможни"," казва Рафелски в изявление. "Идеята, че някои от тях могат да бъдат достатъчно стабилни, за да бъдат получени в рамките на нашата Слънчева система, е вълнуваща."

За да стигнат до заключенията си, изследователите са представили атомната структура на хипотетични свръхтежки елементи, използвайки груб модел на атома, известен като модела на Томас - Ферми. Те установяват, че елементите с атомни номера, близки до 164, биха имали плътност между 36 и 68.4 грама на кубичен сантиметър.

Този диапазон е близък до изчислената плътност от 75.28 g на кубичен сантиметър за 33 Polyhymnia. Резултатите предполагат, че свръхтежките елементи, ако наистина съществуват, биха могли да обяснят огромната плътност, наблюдавана в космическата скала и други подобни на нея, въпреки че тъмната материя не може да бъде напълно изключена като възможен обитател в ултраплътните астероиди.

Снимка: NASA/JPL-Caltech

Виж още: Дирижабъл със слънчева енергия ще опита да обиколи света, без да каца никъде