Una manciata di asteroidi nel nostro sistema solare sono così densi che nessun elemento chimico noto può spiegare le loro proprietà. Invece, secondo quanto suggerisce una nuova ricerca, potrebbero essere costituiti da “elementi superpesanti” presenti in natura oltre a quelli elencati nella tavola periodica, il catalogo attuale di 118 elementi chimici.

 "Se gli asteroidi contenessero effettivamente elementi superpesanti, si aprirebbero numerose domande su come questi elementi si sono formati e sul perché non li abbiamo ancora scoperti al di fuori degli asteroidi", ha detto il coautore dello studio Johann Rafelski, professore di fisica presso l'Università dell'Arizona.

 Le rocce spaziali estremamente pesanti, note come oggetti compatti ultra densi o "Compact UltraDense Objects" (CUDO), sono in genere più dense dell’osmio, l’elemento naturale più denso sulla Terra. Una di queste rocce è 33 Polyhymnia (A854 UB), situata nella fascia principale degli asteroidi tra Marte e Giove. Gli scienziati sono rimasti a lungo perplessi sulla sua densità, poiché l’oggetto è largo 55 chilometri e non possiede quindi la gravità necessaria per spremere i minerali in forme ultra-dense. Tuttavia, la sua composizione è stata difficile da definire, a causa delle sue piccole dimensioni e della grande distanza dalla Terra.

L'orbita e la posizione attuale di 33 Polyhymnia nel Sistema Solare - Credits: NASA/cneos

 Precedenti ricerche suggerivano che la densità di CUDO come 33 Polyhymnia potrebbe essere spiegata se gli oggetti fossero pieni di misteriose particelle di materia oscura che forse non esistono come particelle distribuite liberamente ma piuttosto in conglomerati all'interno degli asteroidi . Ora, in uno studio pubblicato il 15 settembre, Rafelski e due colleghi hanno dimostrato matematicamente che l’esistenza dei CUDO può essere spiegata non con la materia oscura, ma con classi sconosciute di elementi chimici oltre la tavola periodica che sono molto più più denso dell'osmio. Essi potrebbero essersi generati in una fusione tra due stelle di neutroni (kilonova) avvenuta nei pressi del Sistema Solare in formazione.

 Gli scienziati hanno a lungo dibattuto se gli elementi più pesanti dell’oganesson, l’ultimo nella tavola periodica, potessero essere presenti in natura ed essere stabili. Tali elementi superpesanti sono altamente radioattivi e decadono in pochi millisecondi, grazie alla repulsione tra l’elevato numero di protoni racchiusi nei loro nuclei.  Lavori precedenti suggerivano che esistesse una regione teorica della tavola periodica chiamata “isola di stabilità” di elementi superpesanti intorno al numero atomico 164. A questo peso, gli elementi potrebbero non subire un rapido decadimento radioattivo ed esisterebbero per brevi periodi di tempo. Nuovi calcoli di Rafelski e del suo team concordano con questa previsione. 

 "Tutti gli elementi super-pesanti - quelli che sono altamente instabili così come quelli che semplicemente non vengono osservati - sono stati raggruppati insieme come 'unobtainium'", ha detto Rafelski in una nota. "L'idea che alcuni di questi potrebbero essere sufficientemente stabili da poter essere ottenuti dall'interno del nostro sistema solare è entusiasmante". Per arrivare alle loro conclusioni, i ricercatori hanno teorizzato la struttura atomica di ipotetici elementi superpesanti utilizzando un modello grezzo di un atomo noto come modello Thomas-Fermi. Hanno scoperto che gli elementi con numeri atomici vicini a 164 avrebbero una densità compresa tra 36 e 68,4 grammi per centimetro cubo .

 Questo intervallo è vicino alla densità calcolata di 75,3 g/cm3 per 33 Polyhymnia. I risultati suggeriscono che gli elementi superpesanti, se realmente esistessero, potrebbero spiegare l’enorme densità osservata nella roccia spaziale e in altre rocce simili, sebbene la materia oscura non possa essere del tutto esclusa come possibile residente all’interno degli asteroidi ultradensi.  "Ciò che è particolarmente interessante di questo lavoro è che non sappiamo esattamente dove porterà", ha detto Rafelski. Di sicuro, sarà un motivo in più di interesse verso l'esplorazione asteroidale e verso il "mining" di questi oggetti!