يُظهر البحث الجديد أن بعض الكويكبات في النظام الشمسي لديها كثافة تفوق تفسيرها بواسطة أي عنصر على وجه الأرض. بدلاً من ذلك، قد تكون مكونة من “عناصر فائقة الثقل” تحدو الوصف في الجدول الدوري الحالي، والذي يضم 118 عنصراً كيميائياً، وفقًا للبحث الجديد.
وقال يوهان رافلسكي، أستاذ الفيزياء في جامعة أريزونا ومؤلف الدراسة: “إذا كانت الكويكبات تحتوي حقًا على عناصر فائقة الثقل، فإن ذلك سيفتح العديد من الأسئلة حول كيفية تكوين هذه العناصر ولماذا لم نكتشفها خارج الكويكبات حتى الآن”.
الصخور الفضائية الكثيفة بشكل هائل، والمعروفة باسم “الكائنات الكثيفة الفائقة المدمجة” (CUDOs)، عادةً ما تكون أثقل من الأوزميوم، وهو أثقل عنصر طبيعي موجود على وجه الأرض.
واحدة من هذه الصخور هي كويكب “33 بوليهيمنيا”، الموجود في حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ وزحل. لطالما كان العلماء في حيرة بشأن كثافته، حيث أن الكائن البعرضي البالغ 34 ميلًا (55 كيلومترًا) ليس لديه الكتلة اللازمة لضغط المعادن إلى أشكال فائقة الكثافة. ومع ذلك، كان من الصعب تحدي تكوينه بسبب حجمه الصغير ومسافته البعيدة عن الأرض.
أشارت الأبحاث السابقة إلى أن كثافة الكائنات الكثيفة الفائقة المدمجة مثل “33 بوليهيمنيا” يمكن تفسيرها إذا كانت الكائنات مملوءة بجسيمات المادة المظلمة الغامضة التي قد لا تكون موجودة كجسيمات متوزعة بحرية ولكن بدلاً من ذلك في تجمعات داخل الكويكبات. والآن، في دراسة نشرت في 15 سبتمبر في مجلة The European Physical Journal Plus، قام رافلسكي وزميليه بتوضيح رياضياً أن وجود الكائنات الكثيفة الفائقة المدمجة يمكن تفسيره ليس بواسطة المادة المظلمة، ولكن بواسطة فئات غير معروفة من العناصر الكيميائية خارج الجدول الدوري والتي تكون أكثر كثافة من الأوزميوم.
لطالما جرى نقاش بين العلماء حول ما إذا كانت العناصر أثقل من الأوغانيسون، العنصر الأخير في الجدول الدوري، يمكن أن تحدث بشكل طبيعي وتكون مستقرة. هذه العناصر الفائقة الثقل عادة ما تكون ذات نشاط إشعاعي عالي وتتحلل في غضون جزء من الثانية، نتيجة لاندفاع البروتونات العالية العدد المعبأة في أنواعها النووية.
أشارت الأبحاث السابقة إلى وجود منطقة نظرية في الجدول الدوري تُسمى “جزيرة الاستقرار” للعناصر الفائقة الثقل حول العدد الذري 164. في هذا الوزن، قد لا تخضع العناصر للتحلل الإشعاعي السريع وتظل قائمة لفترات زمنية قصيرة. تتفق حسابات جديدة قام بها رافلسكي وفريقه مع هذا التنبؤ.
قال رافلسكي في بيان: “تم تصنيف جميع العناصر فائقة الثقل – سواء كانت غير مستقرة للغاية أو ببساطة لم يتم مشاهدتها بعد – باسم ‘الغير قابلة للحصول عليها’. فكرة أن بعض هذه العناصر قد تكون مستقرة بما فيه الكفاية للحصول عليها من داخل نظامنا الشمسي هي فكرة مثيرة”.
للوصول إلى استنتاجاتهم، قام الباحثون بنظرية بنية العناصر الفائقة الثقلية الافتراضية باستخدام نموذج بدائي للذرة يعرف بنموذج توماس-فيرمي. ووجدوا أن العناصر ذات الأعداد الذرية القريبة من 164 ستكون لها كثافة تتراوح بين 36 و68.4 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب (20 و39.5 أونصة لكل بوصة مكعبة).
تقترب هذه النطاق من الكثافة المحسوبة لكويكب “33 بوليهيمنيا” التي تبلغ 75.28 جرام لكل سنتيمتر مكعب (43.5 أونصة لكل بوصة مكعبة). تشير النتائج إلى أن العناصر الفائقة الثقيلة، إذا كانت موجودة حقًا، يمكن أن تشرح الكثافة الضخمة المرئية في الصخور الفضائية وغيرها مماثلة لها، على الرغم من أنه لا يمكن استبعاد المادة المظلمة بشكل كامل كساكن ممكن داخل الكويكبات فائقة الكثافة.
وقال رافلسكي لمجلة Live Science: “ما هو مثير بشكل خاص في هذا العمل هو أننا لا نعرف بالضبط إلى أين سيقودنا هذا”.
المصدر: www.livescience.com
