Composición química de la corteza exterior

Esta tabla presenta los resultados del cálculo de G. Baym, Ch. Pethick y P. Sutherland [The Astrophysical Journal, vol. 170 (1971), página 299]. Por ejemplo, la capa con densidades entre 2.2x1010 gm/cm3 y 4.8x1010 gm/cm3 está constituida de zinc, mientras que la capa superior es de germanio y la campa subyacente es de níquel. Note que conforme aumenta la densidad tenemos núcleos con un número ligeramente creciente de protones (Z), pero el número de neutrones (N) aumenta mucho más rápidamente: la materia se está `neutronizando' con la densidad.
Núcleo  Z N Densidad
máxima
Fierro: Fe  26 30 56 8.1x106
Níquel: Ni  28 34 62 2.7x108
Níquel: Ni  28 36 64 1.2x109
Selenio: Se  34 50 84 8.2x109
Germanio: Ge  32 50 82 2.2x1010
Zinc: Zn  30 50 80 4.8x1010
Níquel: Ni  28 50 78 1.6x1011
Fierro: Fe  26 50 76 1.8x1011
Molibdeno: Mo  42 82 124 1.9x1011
Circonio: Zr  40 82 122 2.7x1011
Estroncio: Sr  38 82 120 3.7x1011
Criptón: Kr  36 82 118 4.3x1011

Este cálculo se hizo por minimalización de la energía: para cada densidad se considera la energía total del material con cualquier núcleo posible, sumando la energía del núcleo a la energía de los electrones que lo acompañan y tomando en cuenta la energía de la interacción (atractiva) entre los núcleos y los electrones y la energía de la interacción (repulsiva) entre electrones y electrones y entre núcleos y núcleos. Al variar el valor de Z y N se busca el par (Z,N) que da la menor energía.

Note la repetición del valor 50 y 82 para los neutrones: estos dos números son dos de los famosos números mágicos de la estructura nuclear: los neutrones y protones se organizan en capas (en el sentido de niveles de energía dentro del núcleo) y 50 y 82 corresponden a capas llenas.
[El modelo de capas para núcleos fue desarrollado por Maria Goeppert-Mayer y J. Hans D. Jensen quienes recibieron el Premio Nobel de Física en 1963 por esta teoría]
El hecho de que una capa de neutrones sea llena a las más altas densidades listadas es sumamente importante: al aumentar todavía más la densidad los neutrones producidos ya no cabrán en los núcleos: este punto se llama punto de goteamiento de los neutrones y nos lleva a la corteza interior.

Vea también una comparación de la corteza exterior, interior y el núcleo estelar.