ქიმიურ ელემენტთა პერიოდულ ცხრილში ყველაზე მკვრივი ბუნებრივი ელემენტია ლითონი ოსმიუმი. ოთახის ტემპერატურაზე ის წარმოქმნის მყარ ნივთიერებას, რომლის სიმკვრივეც კუბურ სანტიმეტრზე 22,59 გრამია — თითქმის ორჯერ უფრო მკვრივი, ვიდრე დედამიწის შიდა ბირთვი და თითქმის ისეთივე მკვრივი, როგორიც იუპიტერის ბირთვია.
თუმცა, მზის სისტემაში არსებობს ობიექტები, რომლებიც ოსმიუმზე გაცილებით მკვრივი ჩანს; ეს გახლავთ არა პლანეტათა ბირთვები, არამედ ასტეროიდები, რომლებსაც საკმარისი მასა არ აქვთ მინერალების ასე ულტრამკვრივ მდგომარეობამდე შესაკუმშად.
ეს კი მეცნიერებს აფიქრებინებს, რომ კოსმოსში არსებობს ბუნებრივად წარმოქმნილი სტაბილური ელემენტები პერიოდული სისტემის მიღმა, უფრო მეტიც — არასტაბილური, რადიოაქტიური, 105-118 ატომური ნომრების მქონე სუპერმძიმე ელემენტთა მიღმაც კი, რომლებიც ჩვენ ჯერ მხოლოდ ლაბორატორიაში გვაქვს ნანახი.
უცნობია, იქნება თუ არა სტაბილური 118 პროტონზე მეტის მქონე ელემენტები, რადგან ისინი ჯერ არასოდეს გვინახავს, ლაბორატორიაშიც კი. თუმცა, თეორიული ნაშრომი მიუთითებს, რომ სადღაც ატომური ნომერ 164-ის გარშემო, არსებობს სტაბილურობის კუნძული, სადაც სუპერმძიმე ელემენტები არ იქნება ისეთი მიდრეკილი რადიოაქტიური დაშლისკენ და შეიძლება, სულ მცირე გარკვეული ხნით მაინც ძლებდნენ.
ვინაიდან მოსალოდნელია, რომ ეს მძიმე ელემენტები უფრო მკვრივი უნდა იყოს, ამით შეიძლება აიხსნას უცნაური დაკვირვებები ასტეროიდზე, სახელად 33 პოლიჰიმნია; ეს გახლავთ ასტეროიდთა სარტყელში მდებარე კოსმოსური ლოდი, რომლის დიამეტრიც 50-60 კილომეტრს შეადგენს. როგორც მკვლევრებმა გაზომეს, 33 პოლიჰიმნიას სიმკვრივე 75,28 გრამია კუბურ სანტიმეტრზე, რის გამოც, ის პოტენციურად წარმოადგენს კომპაქტურ ულტრამკვრივ ობიექტს (CUDO).
ასეთი უკიდურესობა სავარაუდოდ არასწორი გაზომვის შედეგია. თავად გამოთვლების ავტორი ასტრონომებიც კი აღნიშნავენ, რომ ასეთი რამ არარეალისტურია.
თუმცა, არიზონის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებს, ევან ლაფორჯს, უილ პრიასს და იოჰან რაფელსკის სურდათ გაერკვიათ, არის თუ არა ასეთი სიმკვრივე ფიზკურად შესაძლებელი.
საკუთარი კვლევა მათ დააფუძნეს ატომის მოდელს, რომელსაც ტომას-ფერმის მოდელს უწოდებენ; ცნობილია, რომ ის უხეში, მაგრამ სასარგებლო გზაა გარკვეულ ატომურ ქცევათა მიახლოებითი საფუძვლის შესაქმნელად. ამ ჩარჩოს ქვეშ, მკვლევრებმა ჰიპოთეტური სუპერმძიმე ელემენტების ატომური სტრუქტურა შეისწავლეს.
„მიუხედავად შედარებით არაზუსტობისა, ეს მოდელი იმიტომ ავირჩიეთ, რომ ის ატომური ქცევის სისტემური შესწავლის საშუალებას იძლევა, ატომური ნომრის ფუნქციისა პერიოდული სისტემის მიღმა“, — ამბობს რაფელსკი.
მათი გამოთვლები თანხვედრაშია სტაბილურობის კუნძულთან, რომელიც წინა პროგნოზით, ატომურ ნომერ 164-თან მდებარეობს. როგორც მათ აჩვენეს, ამ ელემენტის სიმკვრივის დიაპაზონი კუბურ სანტიმეტრზე 36-68,4 გრამს შორის მერყეობს. ეს ასევე ახლოს არის ასტეროიდ 33 პოლიჰიმნიას მაღალი სიმკვრივის შესახებ ჩატარებულ გამოთვლებთან.
თუმცა, ეს სულაც არ ნიშნავს, რომ 33 პოლიჰიმნია ულტრამკვრივია. უბრალოდ ნიშნავს იმას, რომ უნდა არსებობდეს ახსნა ამ ულტრამკვრივობის გაზომვისა, რომელიც არც ისე დიდ ძალისხმევას მოითხოვს.
„ამ კვლევის მიზანი იმის განსაზღვრა იყო, შესაძლებელია თუ არა კომპაქტურ ულტრამკვრივ ობიექტთა ექსტრემალური მასის სიმკვრივის მიღწევა რაიმე უცნაურობის ან ბნელი მატერიის საჭიროების გარეშე“, — წერენ მკვლევრები.
მათი განცხადებით, მათ ეს ორი სხვადასხვა ბირთვული სისტემის კვლევით მოახერხეს, რისთვისაც რელატივისტური ტომას-ფერმის მოდელი გამოიყენეს. ამბობენ იმასაც, რომ სტანდარტული ბირთვისა და ალფა მატერიის კვლევით აშკარა გახდა, რომ ორივე ტიპის ბირთვულმა მატერიამ შეიძლება ახსნას სიმკვრივე, რომელიც ასტეროიდ 33 პოლიჰიმნიას მსგავს კომპაქტურ ულტრამკვრივ ობიექტებშია შემჩნეული.
როგორც მკვლევრები აღნიშნავენ, ეს კვლევა წარმოაჩენს ტომას-ფერმის მოდელის გამოსადეგობას ჰიპოთეტური სუპერმძიმე ელემენტების კვლევებში, რაც უფრო მტკიცე ანალიზების საფუძველს ქმნის.
კვლევა The European Physical Journal Plus-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია springer.com-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
