我們的地球是一顆岩石行星，其平均密度約為每立方厘米5.5克，在太陽系八大行星中，地球的平均密度是最高的，但這種「稱號」只是在「八大行星」這個範圍之內，實際上，太陽系中有很多小行星的平均密度都比地球更高，其中有一顆編號為「33 Polyhymnia」的小行星，其密度更是高得令人吃驚。
「33 Polyhymnia」是一顆在太陽系中發現的超緻密小行星，運行在木星和火星之間的小行星帶里，其直徑約為54公里，如此大的「個頭」，使得這顆小行星早在19世紀就被發現，不過由於觀測水平的限制，在接下來的很長一段時間裡，人們也只是知道有這顆小行星存在而已。
進入21世紀之後，人類對小行星的觀測水平有了大幅的提升，在2012年的一項研究中，科學家根據獲取到的觀測數據對「33 Polyhymnia」的密度進行了計算，計算結果表明，這顆小行星的密度居然達到了每立方厘米75.28克左右，這大概是地球平均密度的13.7倍。
（想像圖）
如此高的密度是令人吃驚的，儘管在太陽系之中，這樣的物質密度其實也不是沒有，比如說太陽內部的物質密度會隨著深度的增加而不斷上升，以至於其核心的物質密度，甚至可以高達每立方厘米150克左右，但問題是，太陽內部的超高密度，其實是太陽自身強大的重力壓縮造成的，如果天體的質量不夠大，就不可能形成如此高的密度，即使質量大如木星，其核心的密度也只有每立方厘米25克左右。
顯而易見的是，像「33 Polyhymnia」這樣的小行星，其自身的重力是不可能將其壓縮至密度高達每立方厘米75.28克的超緻密狀態。
另一方面來講，在已知的118種元素中，即使是密度最大的金屬鋨，其密度也才每立方厘米22.59克，而這也就意味著，在所有已知的元素中，任何元素都不可能在沒有重力壓縮的情況下形成如此緻密的小行星。
也就是說，從理論上來講，「33 Polyhymnia」應該是不可能具備如此高的密度的，所以這就成了一個謎團，甚至有不少人都認為，這個計算結果是錯誤的。
不過根據近日發表在《歐洲物理雜誌Plus》 上的一項新研究，一個來自亞利桑那大學的研究團隊，對「33 Polyhymnia」的超緻密狀態給出了理論上的支持，該團隊的科學家認為，這顆小行星之所以有如此高的密度，或許是因為那裡存在著未知元素。
此次研究是以「穩定島理論」作為基礎的，簡單來講，該理論認為，當原子核中的質子數或中子數等於一些特定的數字時，就會具備很高的穩定性，即使它會衰變，其「半衰期」也會特別漫長，可以在自然狀態下存在很長的時間。
這些「特定的數字」也被稱為「幻數」，它們分別是2、8、20、28、50、82、126、138、154和164，在已知的元素中，氦、氧、鈣、鎳、錫、鉛等穩定元素的質子數或中子數分別與前6個「幻數」相對應。
（已知元素的半衰期圖）
可以看到，根據「穩定島理論」，一些比已知的118號元素更重的超重元素是可以長期穩定地存在的，其中最重的元素，其原子序數可以達到164，也就是其原子核內的質子可以達到164個，為方便描述，我們不妨將這種未知的元素稱為「164號元素」。
在此研究中，該團隊使用了一種被稱為「托馬斯-費米模型」的原子模型，研究了假設中的超重元素的原子結構，研究結果表明，由「164號元素」構成的固體結構，其密度範圍在每立方厘米36-68.4克。
研究人員認為，由於「托馬斯-費米模型」是一種基本近似的粗略方法，在此基礎上，再加上實際測量的誤差，因此可以認為，這個密度範圍其實已經與「33 Polyhymnia」的超緻密狀態很接近了，所以一個合理的推測就是，這顆超緻密小行星，應該是主要由「164號元素」構成。
就目前的情況來看，此次研究還有待進一步的驗證，可以想像的是，假如後續的研究表明「33 Polyhymnia」真的是由未知元素構成，那麼又會出現另一個令人困惑的問題：這些未知元素又是怎麼來的？期待在未來的研究中，科學家能夠解開這個謎團。
（相關論文：LaForge, E., Price, W. & Rafelski, J. Superheavy, elements and ultradense matter. Eur. Phys. J. Plus 138, 812）