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Gli asteroidi possono contenere elementi chimici al di là della tavola periodica, secondo uno studio

Tre ricercatori statunitensi hanno determinato che su alcuni asteroidi ultradensi – come 33 Polyhymnia – potrebbero nascondersi atomi talmente pesanti da essere al di là della tavola periodica degli elementi.
A cura di Andrea Centini
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Alcuni asteroidi sono così densi che potrebbero contenere elementi chimici non noti, talmente pesanti da trovarsi al di fuori della famosa tavola periodica. Ideata alla fine del XIX secolo dal chimico russo Dmitrij Mendeleev, la tavola periodica degli elementi è uno schema che organizza gli elementi chimici sulla base del numero atomico (Z), ovvero il numero di protoni all'interno del nucleo. Tiene conto anche degli elettroni sugli orbitali esterni e di conseguenza delle proprietà chimiche e fisiche di ciascun atomo. Ad oggi l'elemento più pesante e stabile noto è l'Osmio, caratterizzato da un numero atomico di 76, che corrisponde appunto al numero di protoni. Esistono anche elementi più pesanti, fino al numero atomico 118, ma sono instabili – radioattivi – e sono stati osservati solo in laboratorio. Il più pesante e instabile è l'Oganesson, sintetizzato nel 2002. I ricercatori ritengono che su alcuni asteroidi possano trovarsi elementi stabili ben più pesanti dell'Osmio metallico, che a temperatura ambiente ha una densità di 22,59 grammi per centimetro cubo, circa il doppio della densità del nucleo della Terra.

A determinare che su asteroidi particolarmente densi possano esserci elementi pesantissimi e al di fuori della tavola periodica di Mendeleev sono stati i tre ricercatori statunitensi Evan LaForge, Will Price e Johann Rafelski del Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Arizona (Tucson). I ricercatori sono giunti alle loro conclusioni partendo dalle rilevazioni di uno specifico asteroide, 33 Polyhymnia, che orbita nella Fascia Principale degli asteroidi tra i pianeti Giove e Marte. Scoperto alla metà dell'800 dall'astronomo francese Jean Chacornac, ha un diametro medio stimato di circa 80 chilometri. Studi recenti hanno fatto emergere una densità straordinaria, pari a oltre 75 grammi per centimetro cubo, il triplo dell'Osmio. Per questo è stato classificato come potenziale oggetto ultradenso compatto o CUDO. Nessun altro oggetto conosciuto ha caratteristiche paragonabili. L'osservazione non ha tuttavia convinto la comunità scientifica, tanto che anche i ricercatori che hanno ottenuto il calcolo sono dubbiosi.

Ciò nonostante il team guidato dal professor Rafelski è partito da questi dati per provare a determinare l'esistenza in natura di questi atomi pesantissimi, sfruttando un modello teorico / relativistico – conosciuto come modello Thomas-Fermi – basato sulla descrizione degli elettroni attorno al nucleo e in grado di prevederne le proprietà. In parole semplici, grazie ad esso sono giunti alle conclusione che sugli asteroidi possono esistere elementi stabili fino a un numero atomico di 164. I ricercatori ritengono che su asteroidi come 33 Polyhymnia sia ragionevole l'esistenza di elementi con una densità di massa compresa tra 36 e i 68,4 grammi per centimetro cubo.

“I nostri risultati sulla densità di massa ci permettono di ipotizzare che se gli elementi superpesanti fossero sufficientemente stabili, potrebbero esistere nei nuclei di asteroidi densi come 33 Polyhymnia”, hanno chiosato gli esperti. Campioni recuperati da questo affascinante oggetto celeste potrebbero confermare al 100 percento l'esistenza di questi atomi al di là della tavola periodica. Sicuramente non verranno trovati sull'asteroide Bennu, i cui resti sono stati recentemente riportati sulla Terra grazie alla sonda OSIRIS-Rex della NASA. I dettagli della ricerca "Superheavy elements and ultradense matter" sono stati pubblicati sulla rivista scientifica  The European Physical Journal Plus

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