Cómo se formó la Luna: La Violenta Teoría Cósmica de colisión recibe un Doble Impulso

Hipótesis sobre formación de la luna

La formación de la luna ha permanecido por mucho tiempo como un misterio, pero nuevos estudios apoyan la teoría de que la luna se formó a partir de escombros dejados por una colisión entre la Tierra recién nacida y una roca del tamaño de Marte, con un recubrimiento de meteoritos en ambos lados.

La Tierra nació hace unos 4.500 millones de años, y los científicos creen que la luna surgió poco tiempo después. La explicación principal del origen de la luna, conocida como la Hipótesis de Impacto Gigante, fue propuesta por primera vez en la década de 1970. Sugiere que la luna es el resultado de la colisión de dos protoplanetas, o mundos embrionarios. Uno de ellos era la Tierra que acababa de formarse, y el otro era un objeto del tamaño de Marte llamado Theia. La luna entonces se unió a los escombros.

Los retos de larga data que enfrenta este escenario tienen sus raíces en la química de la luna. La mayoría de los modelos de la teoría del impacto gigante a menudo dicen que más del 60 por ciento de la luna debería estar hecha de material de Theia. El problema es que la mayoría de los cuerpos del sistema solar tienen maquillajes químicos únicos, y la Tierra, Theia y por lo tanto la luna también deberían tenerlos. Sin embargo, las muestras de roca de la luna revelan que es desconcertantemente más similar a la Tierra de lo que tales modelos predecirían cuando se trata de versiones de elementos llamados isótopos. (Cada isótopo de un elemento tiene diferentes números de neutrones.)

La luna es el vecino más cercano de la Tierra, pero sus orígenes se remontan a un violento nacimiento hace miles de millones de años. Vea cómo se hizo la luna en esta infografía de Space. com.

“En términos de composición, la Tierra y la Luna son casi gemelas, y sus composiciones difieren en un millón de partes como mucho por unas pocas”, dijo a Space. com la autora principal del estudio Alessandra Mastrobuono-Battisti, astrofísica del Instituto de Tecnología de Israel en Haifa. “Esta contradicción ha proyectado una larga sombra en el modelo de impacto gigante.”

El violento nacimiento de la luna

Para arrojar luz sobre este misterio, Mastrobuono-Battisti y sus colegas simularon colisiones en el sistema solar temprano de entre 85 y 90 protoplanetas -cada uno de los cuales tenía hasta el 10 por ciento de la masa de la Tierra- y entre 1.000 y 2.000 cuerpos más pequeños, llamados planetesimales. Cada uno de estos últimos tenía masas que eran alrededor del 0,25 por ciento de las de la Tierra. Cómo se hizo la luna (infográfica)

Los investigadores simularon las colisiones en un patrón de disco que se extendía desde media unidad astronómica (UA) hasta 4.5 UA del sol. (Una unidad astronómica es la distancia media entre el sol y la Tierra, que es de aproximadamente 93 millones de millas, o 150 millones de kilómetros.

Los científicos descubrieron que entre 100 y 200 millones de años después del inicio de los modelos, cada simulación producía típicamente entre tres y cuatro planetas cohetes, siendo el más grande comparable a la masa terrestre. Estos mundos a menudo estaban compuestos de material distinto el uno del otro. Sin embargo, también encontraron que entre el 20 y el 40 por ciento de las veces, la composición de un planeta era muy similar a la composición del último protoplaneta que había chocado con él. Esta probabilidad es aproximadamente 10 veces mayor que las estimaciones anteriores.

“Lo más emocionante y sorprendente fue descubrir que podemos arrojar nueva luz sobre un misterio de hace 30 años”, dijo a Space. com el coautor del estudio Hagai Perets, astrofísico del Instituto Israelí de Tecnología en Haifa. “Pares de impactadores planetarios similares no son raros en absoluto.”

La razón de esta similitud en la composición tiene que ver con las órbitas ocupadas por estos cuerpos colisionantes. La composición de estos objetos variaba en función de la cantidad de calor que recibían – por ejemplo, cuanto más lejos se encontraban.