La luna podría haberse formado en cuestión de horas tras el gigantesco impacto entre la Tierra y un protoplaneta del tamaño de Marte en las primeras etapas de la historia del sistema solar. La teoría surge de nuevas simulaciones que tienen en cuenta cómo la temperatura interna de los protoplanetas jóvenes afectó a sus propiedades geológicas y por tanto a las colisiones que experimentaron.
Este escenario de impacto gigante se ha convertido en la principal teoría sobre cómo se formó la Luna, gracias en particular al trabajo realizado por el científico planetario Robin Canup. Desde 2001, ha realizado y perfeccionado numerosas simulaciones por computadora que describen cómo un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia chocó en un ángulo perfecto para arrojar escombros a la órbita alrededor de la protoTierra.
Ahora otros investigadores se están sumando al asunto. Adeene Denton, del South-west Research Institute, dirigió un equipo que realizó algunas de las simulaciones más detalladas de la colisión hasta el momento, teniendo en cuenta más propiedades geológicas de los mundos en colisión.
“Los modelos han evolucionado para incluir la fuerza del material, algo que es realmente importante cuando se estudian colisiones entre cuerpos más pequeños como asteroides o para mi artículo anterior sobre la formación del sistema Plutón-Caronte”, dijo Denton en un comunicado. “No estábamos seguros de que importaría o no para la Luna. Cuando hicimos las simulaciones, descubrimos que en realidad importa bastante”.
Resulta que los cuerpos más calientes son más débiles que los más fríos. Después de que los planetas se formaron, todavía estaban calientes por dentro desde su formación, lo que habría afectado su fuerza material. Dado que el impacto de formación de la luna ocurrió poco después de la formación del sistema solar, esto habría afectado la colisión con Theia, pero hasta qué punto depende exactamente de cuándo ocurrió la colisión y cuánto se había enfriado Theia.
te puede gustar
Cuando Theia se estrelló contra la Tierra, ésta quedó completamente destruida. Si bien gran parte de lo que quedaba del núcleo de hierro destrozado de Theia se hundió en la Tierra, un gran anillo de escombros envolvió la Tierra para formar la luna.
El principal efecto de que la temperatura fuera más cálida en los pocos cientos de kilómetros exteriores de Theia fue que habría afectado su capacidad para deformarse tras el impacto y absorber el impulso de la colisión. Esto, a su vez, habría afectado la forma en que se esparcieron los escombros alrededor de la Tierra para formar la Luna. Por lo tanto, al incluir diferentes temperaturas y resistencias de los materiales en las simulaciones, el equipo de Denton pudo observar mejor cómo se desarrolló la colisión y la formación resultante de nuestra luna.
Simulaciones anteriores han mostrado dos escenarios posibles. Una es que el anillo de escombros permaneció allí durante un período de tiempo considerable, permitiendo que la luna se acrecentara gradualmente. El otro escenario, representado por primera vez en simulaciones dirigidas por la NASA en 2022, implica que la Luna se formó a partir de estos escombros en cuestión de horas.
Ahora, los modelos de Denton refuerzan potencialmente esta sorprendente posibilidad.
Si Theia fuera más fría, lo que significa que el impacto se produjo un poco más tarde en la historia del sistema solar, quizás entre 100 y 150 millones de años después del nacimiento de los planetas, entonces el anillo de escombros se habría formado de tal manera que permitiría que la luna se acumulara gradualmente. Y debido a que era más fuerte, una mayor parte de Theia habría sobrevivido intacta para fusionarse con la Tierra.
Qué leer a continuación
Mirar
Por otro lado, una Theia más cálida que impactara la Tierra menos de 60 millones de años después de la formación de los planetas, crearía un escenario en el que la luna podría formarse muy rápidamente mientras que Theia misma sería destruida.
“Dependiendo de qué tan calientes estén la Tierra y Theia antes de la colisión, el impacto puede destruir a Theia y producir este enorme disco de escombros que eventualmente formará la luna”, dijo Denton. “Pero cuando utilicé los mismos parámetros que el modelo de impacto original (hasta las estructuras de temperatura igual dentro de ambos cuerpos) en aproximadamente cinco horas, emergió una luna intacta”.
Ese habría sido un gran día en la historia de nuestro planeta, tener una luna nueva y un dolor de cabeza todopoderoso al mismo tiempo.
“Estos nuevos resultados sorprendentes y emocionantes implican una conexión potencial entre las propiedades físicas de la luna actual, incluido quizás su contenido volátil, y el estado térmico de la Tierra y Theia en el momento del impacto gigante”, dijo Robin Canup del Southwest Research Institute, que no participó en este estudio. “Esto, a su vez, podría ayudar a los científicos a determinar mejor cuándo ocurrió el evento de formación de la luna”.
En ambos escenarios, la Luna parece estar formada principalmente por el material del manto de Theia, con sólo un poco del manto de la Tierra mezclado. Este último hallazgo es sorprendente, dadas las similitudes entre la composición de la Luna y el manto de la Tierra. Sin embargo, la investigación ha demostrado que claramente hay más en la historia porque a pesar de las similitudes, también hay algunas diferencias desconcertantes en los niveles de isótopos que no pueden explicarse fácilmente con las simulaciones actuales, incluida la de Denton.
Las simulaciones podrían tener repercusiones en la búsqueda de exolunas. Si la Luna se formó en cuestión de horas, entonces la búsqueda de discos que formen exolunas alrededor de exoplanetas terrestres podría ser un esfuerzo infructuoso porque dichos discos tendrían una vida muy corta. Sin embargo, los discos de formación de lunas alrededor de exoplanetas gigantes gaseosos serían un asunto diferente, porque esos discos no se forman a partir de impactos, sino más bien a partir del material sobrante del ensamblaje de esos planetas.
Los resultados fueron publicados el 1 de septiembre en The Astrophysical Journal Letters.