El osmio, con una densidad de 22,59 gramos por centímetro cúbico a temperatura ambiente, se destaca como el elemento natural más denso de la tabla periódica. Esta cifra es impresionante, siendo casi el doble de la densidad del núcleo interno de la Tierra y aproximándose a la del núcleo de Júpiter.
A pesar de ello, la inmensidad de nuestro Sistema Solar alberga misterios que desafían nuestra comprensión actual. Algunos asteroides, a pesar de no poseer la masa necesaria para comprimir minerales en un estado ultradenso, muestran densidades superiores a las del osmio.
Esta desconcertante observación ha despertado la curiosidad científica: ¿podrían existir elementos más allá de la tabla periódica conocida, que sean más sustanciales y estables que los elementos superpesados observados en los laboratorios? Un estudio publicado en The European Physical Journal Plus arroja luz sobre este intrigante tema.
33 Polimnia
Los elementos superpesados, con números atómicos que van desde 105 hasta 118, son inherentemente inestables y radiactivos. No obstante, existe una propuesta teórica sobre la existencia de una «isla de estabilidad» alrededor del número atómico 164, donde los elementos podrían resistir la desintegración radiactiva y mantenerse estables durante un período prolongado.
En el cinturón de asteroides, uno de los enigmas intrigantes es el asteroide 33 Polimnia. Con un diámetro que oscila entre 50 y 60 kilómetros, una medición particular reveló una sorprendente densidad de 75,28 gramos por centímetro cúbico. Esto lo clasifica como un potencial objeto compacto ultradenso (CUDO).
Sin embargo, valores tan extremos a menudo generan sorpresa y, a veces, se descartan como errores de medición. En ese sentido, los físicos Evan LaForge, Will Price y Johann Rafelski de la Universidad de Arizona decidieron llevar a cabo una investigación con el propósito de evaluar la plausibilidad de estas densidades inusuales.
El equipo empleó el modelo de Thomas-Fermi, una herramienta básica pero eficaz para aproximar el comportamiento de los átomos. Rafelski justificó su elección, destacando su utilidad para explorar el comportamiento atómico más allá de la tabla periódica convencional. Además, la limitación de tiempo fue un factor importante que influyó en la elección de esta metodología.
Los resultados
Los hallazgos se relacionaron con la previamente teorizada «isla de estabilidad» en el número atómico 164. La densidad calculada para este elemento hipotético varió entre 36 y 68,4 gramos por centímetro cúbico, lo cual concordó estrechamente con la medida de alta densidad registrada en el asteroide 33 Polimnia.
Aun así, esto no confirma de manera definitiva que 33 Polimnia sea ultradenso. En su lugar, sugiere una posible explicación para la alta densidad medida, evitando la necesidad de atribuirla a una materia desconocida o misteriosa.
Los investigadores analizaron los núcleos estándar y los núcleos de materia alfa utilizando el modelo de Thomas-Fermi. Constataron que ambos tipos de núcleos podrían explicar las densidades en objetos compactos ultradenso (CUDO), como el asteroide 33 Polyhymnia.
En resumen, su trabajo resalta la utilidad del modelo Thomas-Fermi en la exploración de las propiedades de elementos superpesados teóricos, abriendo la puerta a análisis más profundos y completos en el futuro.
