Asteroides superdensos: Segredos além da tabela periódica
Um punhado de asteroides em nosso sistema solar exibe uma densidade tão notável que os elementos terrestres convencionais não podem explicar suas características únicas. Em vez disso, pesquisas recentes sugerem a possibilidade de que esses asteroides possam ser compostos por “elementos superpesados” naturais que se estendem além dos 118 elementos químicos atualmente listados na tabela periódica.
Johann Rafelski, professor de física da Universidade do Arizona e coautor do estudo, afirmou: “Se os asteroides realmente contiverem elementos superpesados, isso abriria inúmeras questões sobre como esses elementos foram formados e por que ainda não os descobrimos fora dos asteroides”.
Esses objetos celestes extremamente densos, denominados objetos compactos ultra densos (CUDOs), geralmente superam a densidade do ósmio, que é o elemento mais pesado naturalmente encontrado na Terra. Por exemplo, o asteroide 33 Polyhymnia, localizado no cinturão principal de asteroides entre Marte e Júpiter, tem intrigado os cientistas devido à sua densidade. Apesar de seu tamanho relativamente modesto, com 55 quilômetros de largura, sua massa não parece ser suficiente para comprimir minerais em formas ultradensas. No entanto, a localização remota e o pequeno tamanho do 33 Polyhymnia tornaram difícil determinar sua composição.
Pesquisas anteriores haviam sugerido que CUDOs como o 33 Polyhymnia poderiam conter partículas enigmáticas de matéria escura, possivelmente agrupadas dentro de asteroides em vez de distribuídas livremente. No entanto, um estudo publicado em 15 de setembro no The European Physical Journal Plus, por Rafelski e dois colegas, agora oferece uma explicação diferente. Eles demonstraram matematicamente que a existência de CUDOs pode ser explicada não pela matéria escura, mas por categorias desconhecidas de elementos químicos que superam o ósmio em densidade.
A comunidade científica há muito debate se elementos mais pesados do que o oganessônio, o elemento mais pesado na tabela periódica, poderiam ocorrer naturalmente e permanecer estáveis. Esses elementos superpesados são intensamente radioativos, decaindo em milissegundos devido à forte repulsão entre os numerosos prótons em seus núcleos. Pesquisas anteriores propuseram o conceito de uma “ilha de estabilidade” na tabela periódica, em torno do número atômico 164, onde alguns elementos superpesados poderiam existir sem sofrer decaimento radioativo rápido, permanecendo por períodos breves. Os cálculos recentes de Rafelski corroboram com essa ideia.
Rafelski afirmou: “Todos os elementos superpesados — aqueles altamente instáveis, assim como aqueles que simplesmente não foram observados — foram agrupados como ‘unobtainium’. A ideia de que alguns desses elementos podem ser estáveis o suficiente para serem encontrados dentro do nosso sistema solar é empolgante”.
Para chegar às suas conclusões, os pesquisadores empregaram uma abordagem teórica, usando o modelo Thomas-Fermi para visualizar a estrutura atômica de elementos superpesados hipotéticos. Suas descobertas indicaram que elementos com números atômicos próximos a 164 teriam densidades variando entre 36 e 68,4 gramas por centímetro cúbico.
Essa faixa de densidade se alinha estreitamente com a densidade calculada de 75,28 gramas por centímetro cúbico para o 33 Polyhymnia, implicando que, se os elementos superpesados realmente existirem, eles poderiam explicar a densidade extraordinária observada nesse asteroide e em objetos similares. No entanto, a possibilidade de matéria escura residir dentro de asteroides ultradensos não pode ser totalmente descartada.
Rafelski observou: “O que é especialmente empolgante neste trabalho é que não sabemos exatamente para onde isso nos levará.”
À medida que os cientistas exploram esse intrigante enigma cósmico, há uma crescente esperança de que a pesquisa contínua sobre esses elementos superpesados possa não apenas nos ajudar a compreender a formação desses asteroides densos, mas também expandir nosso conhecimento sobre a própria tabela periódica e os mistérios do cosmos. O futuro nos reserva descobertas emocionantes à medida que desvendamos os segredos desses objetos celestes excepcionais. [Space]
