Un team di fisici dell’Università dell’Arizona si è mosso spinto dalla potenziale esistenza di Oggetti Ultradensi Compatti (CUDO) come 33 Polyhymnia, corpi con una densità di massa superiore a quella dell’osmio, l’elemento stabile più denso in natura (con 76 protoni).
L’enigma di 33 Polyhymnia e i limiti della materia nota
“In particolare, alcuni asteroidi osservati superano questa soglia di densità di massa. Particolarmente degno di nota è appunto l’asteroide 33 Polyhymnia” ha scritto il team nel loro studio. Hanno aggiunto che: “Poiché la densità di massa dell’asteroide 33 Polyhymnia è di gran lunga superiore alla densità di massa massima della materia atomica nota, può essere classificato come un CUDO dalla composizione sconosciuta”. Questo asteroide, quindi, rappresenta un esempio concreto che sfida la nostra comprensione attuale della materia.
Il team ha poi esaminato le proprietà di potenziali elementi con numeri atomici (Z) superiori a quelli presenti nell’attuale tavola periodica. Sebbene l’osmio sia l’elemento stabile più denso, è importante notare che elementi con numeri atomici più elevati sono stati prodotti sperimentalmente.
L‘oganesson, sintetizzato per la prima volta nel 2002 bombardando il californio-249 con atomi di calcio-48, ha numero atomico 118 ed è attualmente l’elemento più pesante della tavola periodica. Tuttavia, gli elementi che si trovano nella parte alta della tavola periodica tendono a essere instabili, radioattivi e a possedere emivite incredibilmente brevi. Questo rende la loro esistenza in natura e la loro applicabilità a oggetti di grandi dimensioni una sfida notevole.
La composizione misteriosa di 33 Polyhymnia
I fisici hanno da tempo modellato elementi oltre i confini dell’attuale tavola periodica, prevedendone le proprietà. Il team dell’Università dell’Arizona ha seguito un approccio simile, utilizzando il modello atomico relativistico di Thomas-Fermi per stimare la densità di massa degli elementi con numero atomico (Z) pari o superiore a 110.
Analizzando gli elementi già noti nella tavola periodica, i ricercatori non sono riusciti a trovare alcun elemento con densità di massa sufficientemente elevata da spiegare la composizione osservata nell’asteroide 33 Polyhymnia, anche ipotizzando che fossero abbastanza stabili da esistere in natura.
Il team ha identificato un’alternativa interessante. Hanno scritto che: “Gli elementi nell’altra isola teorica di stabilità nucleare vicino a Z = 164, che prevediamo presentino valori di densità di massa compresi tra 36,0 e 68,4 g/cm³, sono candidati ragionevoli”. Se una parte significativa di questo asteroide fosse composta da questi metalli superpesanti, è plausibile che la sua densità di massa possa avvicinarsi al valore misurato sperimentalmente.
“I nostri risultati sulla densità di massa ci consentono di ipotizzare che, se gli elementi superpesanti sono sufficientemente stabili, potrebbero esistere nei nuclei di asteroidi densi come 33 Polyhymnia“, ha aggiunto il team nel documento. Questa ricerca apre scenari affascinanti sulla composizione di corpi celesti misteriosi.
L’interessante concetto di unobtainio
Un nuovo studio, sebbene ancora in fase preliminare, sta già accendendo l’entusiasmo tra un vasto pubblico, dagli appassionati di fisica più casuali agli esperti di tecnologia che sognano l’estrazione mineraria nello Spazio. Al centro di questo fervore c’è la possibilità concreta di trovare materiali la cui esistenza è stata finora confinata al regno della teoria.
Jan Rafelski, autore dello studio, ha catturato l’essenza di questa eccitazione in un comunicato stampa: “Tutti gli elementi superpesanti – sia quelli altamente instabili che quelli semplicemente inosservati – sono stati raggruppati sotto il nome di ‘unobtainio‘”. Questo termine, evocativo di qualcosa di irraggiungibile, ha sempre affascinato la comunità scientifica. Tuttavia, la ricerca attuale suggerisce una svolta sorprendente: “L’idea che alcuni di questi possano essere abbastanza stabili da essere ottenuti dall’interno del nostro Sistema Solare è entusiasmante”, ha aggiunto.
Questa prospettiva non solo espande la nostra comprensione della materia e dei suoi limiti, ma apre anche scenari futuri inimmaginabili. Se elementi con una densità estrema, stabili al punto da formare il nucleo di asteroidi come 33 Polyhymnia, fossero effettivamente accessibili, le implicazioni per la scienza dei materiali, l’ingegneria e persino l’economia spaziale sarebbero rivoluzionarie.
Ciò potrebbe trasformare l’estrazione mineraria spaziale da un concetto fantascientifico in una realtà tangibile, fornendo risorse con proprietà finora inesplorate e aprendo nuove vie per l’innovazione tecnologica. La ricerca sull’unobtainio, quindi, non è solo un esercizio teorico, ma un passo verso la scoperta di un nuovo capitolo nella storia della scienza e dell’esplorazione.
Lo studio è stato pubblicato su The European Physical Journal Plus.
