O ósmio é o elemento mais denso que ocorre naturalmente na tabela periódica, formando um sólido com densidade de 22,59 gramas por centímetro cúbico em temperatura ambiente. Entretanto, observações de nosso sistema solar mostraram que existem objetos aparentemente mais densos, como os asteroides.
Isso levou à especulação de que pode haver elementos estáveis e de ocorrência natural além da tabela periódica conhecida, até mesmo além dos elementos superpesados radioativos e instáveis entre os números atômicos 105 e 118.
O trabalho teórico sugere que poderia haver uma “ilha de estabilidade” em torno do número atômico 164, onde os elementos superpesados não seriam tão propensos ao decaimento radioativo.
Possível explicação para a densidade do 33 Polyhymnia
Entre esses objetos potencialmente mais densos (CUDO, na sigla em inglês) está um asteroide chamado 33 Polyhymnia, que mede aproximadamente 50 a 60 quilômetros de diâmetro. Uma medição derivou uma densidade para esse asteroide de 75,28 gramas por centímetro cúbico.
Os físicos Evan LaForge, Will Price e Johann Rafelski, da Universidade do Arizona, investigaram se essa densidade era fisicamente plausível. Sob a estrutura do modelo Thomas-Fermi, um modelo rudimentar, mas útil, do átomo, eles exploraram a estrutura atômica de elementos superpesados hipotéticos.
“Escolhemos esse modelo, apesar de sua relativa imprecisão, porque ele permite a exploração sistemática do comportamento atômico como uma função do número atômico além da tabela periódica conhecida”, afirmou Rafelski.
O 33 Polyhymnia é um CUDO?
Seus cálculos concordaram com a ilha de estabilidade anteriormente prevista para residir no número atômico 164. Eles descobriram que o intervalo de densidade desse elemento está entre 36 e 68,4 gramas por centímetro cúbico — próximo ao cálculo de alta densidade do 33 Polyhymnia.
Isso não significa que o 33 Polyhymnia seja ultradenso. Sugere apenas que pode haver uma explicação para a medição de alta densidade que não exige que se chegue aos domínios da matéria estranha ou escura.
“O objetivo deste estudo foi determinar se CUDOs com densidade de massa extrema poderiam ser obtidos sem a necessidade da matéria estranha ou escura normalmente invocada”, escrevem os pesquisadores em seu artigo publicada na The European Physical Journal Plus.
