Pamiętacie układ okresowy pierwiastków? Może być nieaktualny
Znajdująca się niedaleko Ziemi planetoida może zawierać pierwiastki „spoza układu okresowego", sugeruje nowe badanie. Według niego asteroida o nazwie „33 Polyhymnia” jest tak gęsta, że jednym z wytłumaczeń jej formy mogą być naturalnie występujące superciężkie pierwiastki chemiczne, których próżno szukać w tablicy Mendelejewa.
Wiemy o istnieniu przynajmniej kilku planetoid w naszym Układzie Słonecznym, które są tak gęste, że nie jesteśmy w stanie wyjaśnić, dlaczego takie są. Żaden pierwiastek, jakie znamy z naszej planety, nie ma aż takiej gęstości, jaką sugerują dane nt. tych kosmicznych skał.
Superciężkie pierwiastki istnieją?
Naukowcy spekulują więc, że wyjaśnieniem mogą być „superciężkie pierwiastki", które wykraczają poza znany katalog 118 pierwiastków. Jak twierdzi współautor badania, profesor fizyki na Uniwersytecie Arizony w USA Johann Rafelski:
Jeśli planetoidy rzeczywiście zawierają superciężkie pierwiastki, otworzyłoby to wiele pytań dotyczących tego, jak powstały i dlaczego nie odkryliśmy ich jeszcze poza planetoidami.
Niezwykle ciężkie skały kosmiczne, znane jako „kompaktowe ultra gęste obiekty” (określane angielskim skrótem od Compact Ultra Dense Objects, który brzmi też całkiem ładnie po polsku: CUDO), są zazwyczaj cięższe niż osm. To najcięższy naturalnie występujący pierwiastek chemiczny na Ziemi. Jedną z takich planetoid jest właśnie 33 Polyhymnia, znajdująca się w głównym pasie planetoid między Marsem a Jowiszem w niewielkiej jak na kosmiczne standardy odległości od Ziemi.
Naukowcy już od dawna próbują rozwikłać zagadkę jej nadzwyczajnej gęstości. 33 Polyhymnia to obiekt o szerokości 55 km, który nie ma masy wystarczającej do tego, by minerały, z których jest zbudowana, mogły zostać ściśnięte na skutek oddziaływania grawitacyjnego, w ultra gęste formy.
Na Spider’s Web sporo piszemy na temat badań kosmosu:
Dotychczasowe badania sugerowały, że gęstość obiektów klasy CUDO, do których należy 33 Polyhymnia, można by wyjaśnić poprzez obecność w ich wnętrzu cząstkami ciemnej materii. Miałyby one znajdować się nie w formie swobodnie rozproszonych cząstek, ale raczej w zbitych konglomeratach wewnątrz asteroid.
Teraz, w badaniu opublikowanym przez profesora Rafelskiego i jego zespół przedstawiono wyliczenia matematycznie, że istnienie planetoid CUDO można wyjaśnić w inny sposób. Przyczyną ogromnej gęstości tych kosmicznych skał jest nie ciemna materia, ale nieznanymi do tej pory klasy pierwiastków chemicznych spoza układu okresowego, które charakteryzują się znacznie większą gęstością niż osm.
Brzmi to w pierwszej chwili dość sensacyjnie - w epoce, w której od dekad jesteśmy zdolni do rozszczepiania jądra atomowego, odkrywania nowych nanocząstek w warunkach bliskich tym, jakie panowały na początku Wszechświata tuż po Wielkim Wybuchu, mają wciąż istnieć jakieś niepoznane pierwiastki? Okazuje się, że w świecie naukowym taka hipoteza nie jest niczym nowym. Naukowcy już od dawna spierają się, czy pierwiastki cięższe od ostatniego w układzie okresowym, osmu, mogą występować naturalnie i być stabilne.
Stabilne, czyli będące w stanie istnieć dłużej niż przez mgnienie oka w warunkach laboratoryjnych tak jak sztucznie wytwarzane pierwiastki. Trzeba bowiem wiedzieć, że pierwiastki znajdujące się w siódmym rzędzie w układzie okresowym Mendelejewa nie posiadają stabilnych izotopów. Wyjątkami są tor, uran i pluton, które występują na Ziemi od momentu jej powstania. Pozostałe pierwiastki z tego rzędu o liczbach atomowych większych od 92 zostały wytworzone sztucznie przez człowieka na drodze odpowiednich reakcji jądrowych.
Nieosiągalne pierwiastki chemiczne
Takie superciężkie pierwiastki są wysoce radioaktywne i rozpadają się w ciągu milisekund dzięki sile, z jaką odpychają się liczne protony, gęsto upchnięte w ich jądrach atomowych. Wcześniejsze prace sugerowały, że istnieje teoretyczny obszar układu okresowego określany jako "wyspa stabilności" pierwiastków superciężkich wokół liczby atomowej 164. Przy tej masie pierwiastki mogą nie ulegać szybkiemu rozpadowi radioaktywnemu i istnieć przez krótki czas. Nowe obliczenia Rafelskiego i jego zespołu zgadzają się z tą prognozą.
Jak powiedział wspomniany prof. Rafelski w oświadczeniu:
Wszystkie superciężkie pierwiastki - te, które są wysoce niestabilne, jak również te, które są po prostu nieobserwowane - zostały zebrane razem jako 'unobtainium' (co jest grą słowną, w jęz. ang. „un” oznacza zaprzeczenie a „obtain” - uzyskać; przy pewnej dozie wyobraźni można by więc przetłumaczyć to na polski jako „nieosiągalnium”). Pomysł, że niektóre z nich mogą być wystarczająco stabilne, aby można je było uzyskać w naszym Układzie Słonecznym, jest ekscytujący.
Przypuszczenia naukowców sugerują, że takie superciężkie pierwiastki, jeśli oczywiście rzeczywiście istnieją, mogłyby wyjaśnić ogromną gęstość obserwowaną w planetoidach, chociaż nie można w pełni wykluczyć ciemnej materii jako możliwej przyczyny supergęstości kosmicznych skał.
