小行星可能隐藏着元素周期表之外从未见过的元素

元素周期表上天然存在的最密集元素是金属锇。在室温下，它形成密度22.59 克每立方厘米 –近两倍和地球一样密集内核并且几乎和木星的核心.

但是太阳系中有一些物体似乎比锇密度大得多;甚至不是行星核心，而是小行星，它们的质量不足以将矿物压缩成超致密状态。

这导致科学家推测，在元素周期表之外，还有天然存在的稳定元素 - 甚至超越原子序数105和118之间的不稳定放射性超重元素，这些元素仅在实验室环境中观察到。

目前尚不清楚超过118个质子的元素是否稳定 - 它们肯定从未被观察到，无论是在野外还是在实验室环境中。但理论工作表明，存在稳定岛周围原子序数 164，其中超重元素不容易发生放射性衰变，并且可能会停留，至少在一段时间内。

由于这些较重的元素预计会更密集，因此它们可以解释涉及小行星33 多语，小行星带中的一块岩石，宽约50至60公里（约30至36英里）。一项测量得出了 33 个多语的密度每立方厘米75.28克，将其归类为潜在的致密超致密物体（库多).

极端的异常值可能是错误测量的结果。甚至进行这种计算的天文学家注意到这是不现实的.

但亚利桑那大学的物理学家埃文·拉福奇（Evan LaForge）、威尔·普莱斯（Will Price）和约翰·拉菲尔斯基（Johann Rafelski）想要研究这种密度是否至少在物理上是合理的。

他们的工作基于一个叫做托马斯-费米模型，已知是形成某些原子行为的基本近似的粗略但有用的方法。在这个框架下，研究人员研究了假设的超重元素的原子结构。

“我们选择了这个模型，尽管它相对不精确，因为它允许系统地探索原子行为作为已知元素周期表之外的原子序数的函数，”拉菲尔斯基 说.

“进一步的考虑是，它还使我们能够在短时间内探索许多原子，我们杰出的本科生Evan [LaForge]。

他们的计算与先前预测的原子序数为164的稳定岛一致。他们表明，这种元素的密度范围在每立方厘米36到68.4克之间。这接近于33 Polyhymnia的高密度计算。

这并不意味着33 Polyhymnia是超密集的。这只是意味着，对于不需要进入神秘物质篮子的超密度测量（可能是错误的）可以解释。

“这项研究的目的是确定是否可以实现具有极端质量密度的CUDO，而不需要通常调用的奇怪或暗物质,"研究人员在他们的论文中写道.

“我们在使用相对论托马斯 - 费米模型探索两种不同的核系统时做到了这一点。从对标准原子核和α物质的探索来看，很明显，这两种类型的核物质都可以解释CUDO中的密度，如小行星33 Polyhymnia。

他们说，这项工作证明了托马斯-费米模型在探测假设超重元素性质方面的效用，并为更可靠的分析提供了基础。

该研究出现在欧洲物理杂志加.

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