太阳系中发现超致密小行星，密度令人吃惊，那里或存在未知元素

显而易见的是，像“33 Polyhymnia”这样的小行星，其自身的重力是不可能将其压缩至密度高达每立方厘米75.28克的超致密状态。

另一方面来讲，在已知的118种元素中，即使是密度最大的金属锇，其密度也才每立方厘米22.59克，而这也就意味着，在所有已知的元素中，任何元素都不可能在没有重力压缩的情况下形成如此致密的小行星。

也就是说，从理论上来讲，“33 Polyhymnia”应该是不可能具备如此高的密度的，所以这就成了一个谜团，甚至有不少人都认为，这个计算结果是错误的。

不过根据近日发表在《欧洲物理杂志Plus》 上的一项新研究，一个来自亚利桑那大学的研究团队，对“33 Polyhymnia”的超致密状态给出了理论上的支持，该团队的科学家认为，这颗小行星之所以有如此高的密度，或许是因为那里存在着未知元素。

此次研究是以“稳定岛理论”作为基础的，简单来讲，该理论认为，当原子核中的质子数或中子数等于一些特定的数字时，就会具备很高的稳定性，即使它会衰变，其“半衰期”也会特别漫长，可以在自然状态下存在很长的时间。

这些“特定的数字”也被称为“幻数”，它们分别是2、8、20、28、50、82、126、138、154和164，在已知的元素中，氦、氧、钙、镍、锡、铅等稳定元素的质子数或中子数分别与前6个“幻数”相对应。

（↑已知元素的半衰期图）

可以看到，根据“稳定岛理论”，一些比已知的118号元素更重的超重元素是可以长期稳定地存在的，其中最重的元素，其原子序数可以达到164，也就是其原子核内的质子可以达到164个，为方便描述，我们不妨将这种未知的元素称为“164号元素”。

在此研究中，该团队使用了一种被称为“托马斯-费米模型”的原子模型，研究了假设中的超重元素的原子结构，研究结果表明，由“164号元素”构成的固体结构，其密度范围在每立方厘米36-68.4克。

研究人员认为，由于“托马斯-费米模型”是一种基本近似的粗略方法，在此基础上，再加上实际测量的误差，因此可以认为，这个密度范围其实已经与“33 Polyhymnia”的超致密状态很接近了，所以一个合理的推测就是，这颗超致密小行星，应该是主要由“164号元素”构成。

就目前的情况来看，此次研究还有待进一步的验证，可以想象的是，假如后续的研究表明“33 Polyhymnia”真的是由未知元素构成，那么又会出现另一个令人困惑的问题：这些未知元素又是怎么来的？期待在未来的研究中，科学家能够解开这个谜团。

（相关论文：LaForge, E., Price, W. & Rafelski, J. Superheavy, elements and ultradense matter. Eur. Phys. J. Plus 138, 812）返回搜狐，查看更多