Szupernehéz elemeket rejthet a hihetetlen sűrűségű aszteroida

A kincses kisbolygók korát éljük. Korábban a 16 Psyche kisbolygóról feltételezték, hogy egy egykori kisbolygó magjaként az emberi civilizáció gazdaságát meghaladó értékben tartalmaz fémeket, és bár utóbb korrigálták a becsléseket, az értéke még mindig elegendő ahhoz, hogy a NASA kutatószondát indítson a felderítésére. Talán nem meglepő, hogy a Mars és a Jupiter közötti aszteroidamezőben keringő, kilométernél nagyobb égitestek egymilliónál is szélesebb mezőnyében nem a Psyche a legsúlyosabb – a szó szoros értelmében. Az ugyanis a 33 Polyhymnia.

A titokzatos kisbolygót 1854 októberében fedezte fel Jean Chacornac francia csillagász, aki Polühümniáról, a görög mitológiában a himnuszköltészet, ékesszólás, mezőgazdaság és pantomim múzsájáról nevezte el. Kicsivel több mint másfél évszázaddal későbbi mérések szerint a 33 Polyhymnia sűrűsége 75,28 g/cm³ – ez alapján az 54 kilométeres aszteroida nemcsak ultrasűrű, de az sem zárható ki, hogy téves az eredmény.

Ha az eredmény mégsem téves, a European Physical Journalban megjelent friss elemzés szerint felvetődik, hogy a kisbolygó belsejében számunkra jelenleg ismeretlen, 164-es rendszám körüli szupernehéz elemek lehetnek. Ahhoz, hogy ezt el tudjuk képzelni, érdemes abból kiindulni, hogy a periódusos rendszerben egy elem száma az atommagjában található protonok számát jelzi. A legnehezebb ismert stabil elem, a 76-os számú ozmium, efelett az elemek egyre rövidebb felezési idővel bomlanak. A legsűrűbb ismert elem, a mesterségesen előállított 118-as oganeszon 0,9 milliszekundum alatt bomlik el.

A fizika szerint ugyanakkor bizonyos mágikus számú protonok és neutronok jelenlétében egy bizonyos szám felett ismét kezdenek stabilabbá válni a szupernehéz elemek. A mágikus számok azok, amelyeknél az atommagokat alkotó részecskék héjakba rendeződnek, ennek lehet stabilizáló hatása – ezt a Manhattan-terven dolgozó Maria Goeppert-Mayer és Wigner Jenő a bomlási energiák, bomlási termékek és felezési idők számítása során ismerték fel. A stabilitás szigetének valódiságát már az oganeszon tulajdonságai is igazolták.

Az új tanulmányban az Arizonai Egyetem munkatársa, Jan Rafelski amellett érvel, hogy a 33 Polyhymnia belsejében 164-es elemszám körüli anyagok lehetnek. Ezek sűrűsége a kutató szerint 36 és 68,4 g/cm³ körüli lehet, ami már közelít az aszteroida sűrűségéhez. Ezek az anyagok jelenleg a fantázia birodalmához tartoznak, ezért Rafelskiék szerint a gondolat, hogy mégis elérhetők természetes formájukban itt a Naprendszerben, nagyon izgalmas.

Mindez azonban nem nyugszik rendíthetetlen lábakon: az ilyen pirinyó, Marson túli aszteroidák kiterjedése és sűrűsége a környezetükben mozgó más aszteroidák mozgására gyakorolt hatásból számítható ki, ami körülményes és nem teljesen megbízható. Így lehet, hogy Rafelskiék a stabilitás szigetéhez tartozó elemek sűrűségével kapcsolatos spekulációja is vastag hibahatárral illeszkedik a jelenlegi ismeretekbe, vagy – ha úgy tetszik – kapaszkodik annak valóságába.

(IFL Science, Popular Mechanics, Wikipedia)