Aparecen elementos desconocidos entre las órbitas de Marte y Júpiter

Científicos de la Universidad de Arizona han detectado un extraño asteroide con unas características físicas extraordinarias nunca antes observadas en ningún lugar del cosmos. Se llama 33 Polimnia, una roca con una densidad mucho mayor que cualquier elemento conocido en la Tierra. Según sus descubridores, su extraordinaria densidad indica que puede estar compuesto por tipos de materia totalmente desconocida.

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Jesús Díaz

El equipo de investigadores liderado por el físico teórico Jan Rafelski, 33 Polimnia está compuesto por elementos superpesados, un número atómico (Z) superior al límite actual de la Tabla Periódica terrestre. Los elementos superpesados se definen como aquellos con un número extremadamente alto de protones, generalmente aquellos en los que Z es mayor de 104. Aunque los elementos con un valor Z mayor de 118 aún no se han observado, los físicos y químicos tienen ideas de las propiedades potenciales de algunos de estos elementos inexistentes en la Tierra.

Según Rafelski, “todos los elementos superpesados, tanto los que son altamente inestables como los que simplemente no se han observado, se han agrupado como 'unobtainium' [un neologismo de la ciencia ficción que latiniza la palabra inglesa equivalente a inalcanzable, ‘unobtainable’]”. El científico añade que “la idea de que algunos de estos [elementos] podrían ser lo suficientemente estables como para obtenerse dentro de nuestro Sistema Solar es emocionante". El descubrimiento, dice, abre nuevas puertas para la investigación de elementos que, hasta ahora, han permanecido inexplorados y fuera de nuestro entendimiento.

Qué han descubierto

La densidad de un elemento se relaciona con su número atómico, que es el número de protones en su núcleo.

El asteroide 33 Polimnia tiene una densidad calculada de aproximadamente 75 g/cm³, lo que es significativamente más alto que el osmio, el elemento estable más denso conocido en la Tierra, con una densidad de 22.59 g/cm³. El osmio es también uno de los elementos más raros en la corteza terrestre, “de la que forma solo 50 partes por billón”. De hecho, puede ser el metal precioso más raro del universo: la estimación es que representa alrededor de 0,6 partes por mil millones en todo el universo.

Los elementos superpesados con números atómicos extremadamente altos de más de 104 protones, se dividen en dos categorías: aquellos con números atómicos que van de 105 a 118 y aquellos con Z mayor que 118. Los primeros se han creado experimentalmente en laboratorio pero son radiactivos e inestables. Los segundos, que aún no se han observado, son teóricamente estables, se han modelado por ordenador y han calculado sus propiedades.

Según los investigadores, la "isla de estabilidad nuclear" está alrededor de los 164 protones, lo que significa que estos elementos podrían ser relativamente estables a pesar de su gran tamaño. Rafelski y su equipo utilizaron el modelo relativista de Thomas-Fermi para calcular la estructura atómica microscópica y las propiedades de los elementos ultra pesados, y sus cálculos sugieren que un elemento estable con Z=164 podría tener una densidad entre 36.0 y 68.4 g/cm³.

Esta es la razón por la que están tan excitados con lo que 33 Polimnia puede contener: elementos estables no conocidos con propiedades extraordinarias. Si parte del asteroide está realmente compuesto por estos metales superpesados, la densidad masiva podría estar cerca del valor medido experimentalmente. La utilización del modelo de Thomas-Fermi permitió a los investigadores explorar sistemáticamente el comportamiento atómico en función del número atómico más allá de la Tabla Periódica conocida y también les permitió simular sustancias aún más exóticas, incluida la materia alfa, un condensado compuesto completamente por núcleos de helio aislados.

Su análisis concluye que existe la posibilidad de que existan estos elementos y materiales en nuestro sistema solar situados más allá de nuestro conocimiento actual y que pueden existir en condiciones extremas dentro de cuerpos celestes densos como el asteroide 33 Polyhymnia.

La nueva carrera por la minería espacial

El descubrimiento de las característica del asteroide 33 Polyhymnia, con elementos desconocidos y potencialmente muy valiosos, acelerará aún más el creciente interés global en la minería espacial. Una exploración y explotación de cuerpos celestes que ya ha comenzado a tomar forma en los planes a largo plazo de varias naciones y empresas.

La misión Psyche de la NASA, por ejemplo, ha lanzado una nave hacia el asteroide Psyche, que se cree que podría contener metales preciosos valorados en 10.000 billones de dólares. La nave, que llegará a su destino en 2029, tiene como objetivo orbitar y estudiar el asteroide para entender mejor su composición y estructura. La científica Lindy Elkins-Tanton, jefa de la misión, afirma que el asteroide puede contener metales como oro y platino, lo que hace que esta nave sea el primer paso hacia su futura explotación comercial.

Por otro lado, China ha anunciado un ambicioso plan de colonización y explotación de los recursos minerales del Sistema Solar que se extiende hasta el año 2100. Este plan, presentado por Wang Wei de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China, incluye la creación de una red de instalaciones en el espacio y en varios cuerpos celestes para apoyar la explotación minera y energética en el espacio. China también ha identificado asteroides cercanos a la Tierra que son económicamente viables para la minería y ha comenzado a desarrollar tecnologías para la minería, procesamiento y transporte de recursos espaciales.

Con EEUU y China dando el pistoletazo de salida, la carrera de la "fiebre del oro" espacial ha comenzado y, sin duda, se desarrollará durante las próximas décadas, con naciones y empresas buscando explotar estos recursos únicos de los cuerpos celestes. El descubrimiento de posibles nuevos elementos en asteroides como el 33 Polyhymnia no solo tiene implicaciones para la ciencia y nuestra comprensión del universo, sino también para esta nueva industria emergente. Los elementos desconocidos y potencialmente valiosos serán sin duda un recurso adicional que será imposible de ignorar. Ahora habrá que esperar a ver cuál es la nación —o empresa— que primero planta su bandera en uno de estos objetos preciosos.