El asteroide 33 Polyhymnia puede contener elementos fuera de la tabla periódica
Algunos asteroides son densos. De hecho, son tan densos que pueden contener elementos pesados fuera de la tabla periódica, según un nuevo estudio sobre densidad de masa. El asteroide 33 Polyhymnia es un ejemplo prominente de estos cuerpos celestes, cuya composición podría desafiar nuestro conocimiento actual de la química.
El equipo de físicos de la Universidad de Arizona dice que estaban motivados por la posibilidad de objetos compactos ultradensos (CUDO) con una densidad de masa mayor que el osmio, el elemento estable más denso que se encuentra en la naturaleza, cuyo número atómico es 76. Sin embargo, la densidad de masa del asteroide 33 Polyhymnia es mucho mayor que la del osmio, lo que sugiere la existencia de elementos con un número atómico aún más alto.
«En particular, algunos asteroides observados superan este umbral de densidad de masa. Especialmente digno de mención es el asteroide 33 Polyhymnia», escribe el equipo en su estudio. Dado su número atómico no identificado, pero potencialmente superior a 68, el asteroide 33 Polyhymnia podría contener elementos desconocidos que no se encuentran en la tabla periódica convencional.
El equipo examinó las propiedades de elementos potenciales con números atómicos superiores al número atómico más alto de la tabla periódica actual. Mientras que elementos como el oganesón, cuyo número atómico es 118, se han producido experimentalmente, su inestabilidad los hace poco probables candidatos para constituir la masa del asteroide 33 Polyhymnia.
Se han modelado elementos más allá de la tabla periódica y los físicos predicen sus propiedades. El equipo de Arizona hizo lo mismo utilizando el modelo relativista del átomo de Thomas-Fermi, intentando estimar la densidad de masa de elementos con un número atómico superior a 110.
Al observar los elementos que aún se encuentran dentro de la tabla periódica, no pudieron encontrar elementos con densidades de masa suficientemente altas para explicar lo que se ha observado en el asteroide 33 Polyhymnia, incluso si fueran lo suficientemente estables como para ser considerados un candidato. «Sin embargo, los elementos en la otra isla teórica de estabilidad nuclear cerca de Z = 164, que predecimos que poblarán valores de densidad de masa entre 36,0 y 68,4 g/cm3 son candidatos razonables», escribió el equipo. Si una parte importante del asteroide estuviera formada por estos metales superpesados, es posible que la mayor densidad de masa se acerque al valor medido experimentalmente.
«Nuestros resultados sobre la densidad de masa nos permiten plantear la hipótesis de que si los elementos superpesados son lo suficientemente estables, podrían existir en los núcleos de asteroides densos como 33 Polyhymnia», añadió el equipo en el artículo. Esto es particularmente intrigante considerando que elementos como el erbio, cuyo número atómico es 68, ya son bastante densos, pero no lo suficientemente como para explicar las propiedades de Polyhymnia.
Si bien es preliminar, es emocionante para cualquiera, desde personas con un vago interés en la física hasta expertos en tecnología con planes para la minería espacial. «Todos los elementos superpesados, tanto los que son muy inestables como los que simplemente no se observan, se han agrupado como ‘unobtainium'», añadió en un comunicado de prensa Jan Rafelski, autor del artículo. «La idea de que algunos de estos puedan ser lo suficientemente estables como para obtenerlos desde nuestro Sistema Solar es apasionante».
El estudio se publica en The European Physical Journal Plus. Una versión anterior de este artículo fue publicada en Octubre de 2023.