太阳系中发现超致密小行星密度令人吃惊那里或存在不详元素

发布时间：2023-10-14 12:35:41 所属栏目：外闻来源：

导读：我们居住的这颗星球被称为岩石之星。它的整体重量大约是每一立方厘米五点五克，在太阳系八大行星中，地球的平均密度是最高的，但这种“称号”只是在“八大行星”这个范围之内，实际上，太阳系中

我们居住的这颗星球被称为岩石之星。它的整体重量大约是每一立方厘米五点五克，在太阳系八大行星中，地球的平均密度是最高的，但这种“称号”只是在“八大行星”这个范围之内，实际上，太阳系中有很多小行星的平均密度都比地球更高，其中有一颗编号为“33 Polyhymnia”的小行星，其密度更是高得令人吃惊。

“33 Polyhymnia”是一颗在太阳系中发现的超致密小行星，运行在木星和火星之间的小行星带里，其直径约为54公里，如此大的“个头”，使得这颗小行星早在19世纪就被发现，不过由于观测水平的限制，在接下来的很长一段时间里，人们也只是知道有这颗小行星存在而已。

进入21世纪之后，人类对小行星的观测水平有了大幅的提升，在2012年的一项研究中，科学家根据获取到的观测数据对“33 Polyhymnia”的密度进行了计算，计算结果表明，这颗小行星的密度居然达到了每立方厘米75.28克左右，这大概是地球平均密度的13.7倍。

如此高的密度是令人吃惊的，尽管在太阳系之中，这样的物质密度其实也不是没有，比如说太阳内部的物质密度会随着温度的增加而不断上升，以至于其核心的物质密度，甚至可以高达每立方厘米150克左右，但问题是，太阳内部的超高密度，其实是太阳自身强大的重力压缩造成的，如果天体的质量不够大，就不可能形成如此高的密度，即使质量大如木星，其核心的密度也只有每立方厘米25克左右。

另一方面来讲，在迄今为止已知的118种元素中，即使是相对论密度上限最大的一种金属锇，其相对论密度也才每立方厘米当量的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。

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。当然，还有一种可能性，就是这颗小行星的质量太小，不足以引起地球的注意，因此才没有被发现。

（编辑：聊城站长网）

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