¿Cómo se formó la Luna?

Quizá pueda parecer mentira pero, a pesar de todo lo que ha avanzado la astronomía (y la ciencia en general), seguimos sin estar completamente seguros de cómo se formo la Luna. Hay muchos misterios y muchos aspectos que tener en cuenta al preguntarse cómo se pudo formar. Hay una teoría que tiene muchísimos más puntos a favor que cualquier otra: la teoría del gran impacto, pero hay otras…

Las primeras teorías

Theia

Recreación artística del choque entre dos planetas. Es posible que en el caso de la Tierra y Theia fuese algo similar

La primera teoría moderna sobre la formación de la Luna fue la de la teoría de fisión, propuesta por George Darwin (el hijo de Charles Darwin). Su razonamiento era que la Luna debía haberse desprendido de nuestro planeta, cuando era una esfera de roca derretida que rotaba a toda velocidad. Puede parecer una teoría muy simple (¿cómo se desprendió un trozo de la Tierra así sin más?), pero duró desde el siglo XIX hasta hace sólo unas décadas.

También se ha teorizado con que es posible que la Luna fuese capturada por la Tierra después de su formación, pero la verdad es que es raro que este tipo de interacciones gravitacionales terminen bien. Hace falta que la velocidad, la dirección, y un sinfín de factores, sean los ideales para que un objeto entre en órbita de otro sin estrellarse contra el planeta o sin ser expulsado por acelerar demasiado por estar demasiado cerca (de hecho, aprovechamos ese impulso gravitacional en nuestras sondas con destinos lejanos, aprovechando el empuje gravitacional de, por ejemplo, Júpiter para que nuestras sondas aumenten su velocidad sin necesitar combustible).

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La cara oculta de la Luna, muy diferente a la que vemos cada noche.

Quizá la atmósfera de la Tierra primitiva fuese mucho más grande y densa, y actuase como freno, haciendo que la trayectoria de la Luna se convirtiese en una órbita estable alrededor de nuestro planeta, pero parece poco probable…

Otra idea es que la Luna y la Tierra se formaron a la vez en sus posiciones actuales, como un sistema binario, y que la Tierra se llevó la mayor parte de la masa disponible, mientras la Luna se formaba con los restos sobrantes (pero aquí hay otros problemas para darle solidez a esta teoría, que veremos más abajo).

La teoría del gran impacto

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El lado que todos conocemos de la Luna

La teoría más aceptada, a día de hoy, es que la Luna se formó cuando un planeta del tamaño de Marte chocó contra la Tierra hace miles de millones de años (unos 4.500 para ser más exactos). Esta colisión convirtió a la Tierra (otra vez) en una bola de magma y expulsó material a la órbita. La mayor parte de ese material volvió a caer en el planeta, pero cierta cantidad se atrajo entre sí por la fuerza de la gravedad, formando a nuestro satélite.

Esta teoría surgió en 1946, cuando Reginald Aldworth Daly, de la Universidad de Harvard, cuestionó la teoría de George Darwin, calculando que un trozo de la Tierra que se escapase del planeta sería incapaz de llegar a la órbita actual de nuestro satélite, sugiriendo que un impacto, sin embargo, sí podría causarlo.

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¿Por qué no tiene Venus una luna como la nuestra?

Pero no fue hasta 1974 cuando se empezó a considerar la teoría con más solidez, cuando William Hartmann y Donald Davis publicaron un estudio en el que sugerían que el Sistema Solar primitivo estaba plagado de pequeños objetos que chocaban contra los planetas constantemente.

La teoría del gran impacto explica muchos de los dilemas sobre la formación de la Luna. Por ejemplo, ¿por qué la Luna y la Tierra tienen núcleos de tamaño tan diferentes? Tras un impacto de un objeto del tamaño de Marte, las capas más ligeras de la Tierra salieron expulsadas a la órbita y dieron origen a la Luna, mientras las partes más densas volvieron a caer en el planeta. También nos sirve para explicar por qué el plano orbital de la Luna está inclinado respecto al de la Tierra. De haberse formado a la vez, estarían perfectamente alineadas con el plano orbital del Sol (y por esto la teoría del sistema binario no tenía mucha solidez…).

Es posible que el impacto no sólo no crease una luna, si no dos. La segunda, más pequeña, hubiera estado en una órbita inestable y hubiese chocado contra el lado oscuro de la Luna. ¿Por qué pensamos que podría haber una segunda luna? Porque explicaría porque el lado más alejado de la Luna es tan diferente del lado que vemos cada noche.

Theia, un factor necesario

Recreación de cómo se pudo desestabilizar Theia antes de chocar contra la Tierra

Recreación de cómo se pudo desestabilizar Theia antes de chocar contra la Tierra. Pulsa en la imagen para ver la animación

El hipotético planeta que hubiera chocado contra la Tierra recibe el nombre de Theia (o Tea, según donde lo consultes), y se habría formado en los puntos de Lagrange L4 o L5 (es decir, justo por delante o justo por detrás de la Tierra), permaneciendo ahí durante un tiempo, mientras acumulaba masa. Eventualmente, cuando Theia llegó a acumular una masa similar a la de Marte, se vio desestabilizada por la presencia de Venus (y quizá también Júpiter) y comenzó a moverse caóticamente en su órbita, hasta que finalmente chocó con nuestra planeta.

El impacto, necesariamente, tuvo que ser de refilón. De otro modo, ambos planetas se hubiesen desintegrado, y durante unos cuantos cientos de millones de años (o quizá unos pocos miles) se hubiera formado un cinturón de asteroides entre Marte y Venus (que hubiera terminado desapareciendo por la acción gravitacional de ambos planetas).

Esta teoría también tiene sus lagunas

Aunque la teoría del gran impacto nos da muchas respuestas, también plantea sus propias preguntas. Por ejemplo, un choque así implica, por fuerza, que tuvo que formarse un océano de magma sobre todo el planeta, pero no hemos encontrado ninguna evidencia de que haya existido.

Interrogantes en la propia Luna

Marte sólo tiene dos pequeños asteroides como satélites: Fobos y Deimos

Marte sólo tiene dos pequeños asteroides como satélites: Fobos y Deimos

La presencia de agua atrapada en los basaltos de la Luna son muy difíciles de explicar si el satélite surgió de un impacto que hubiese provocado un calentamiento catastrófico en su formación. La cantidad de óxido de hierro de la Luna está justo entre la cantidad de Marte (un 18%) y el manto terrestre (un 8%), algo que descartaría que la mayor parte del material de la Luna provenga de la Tierra. Y hay más, los índices isotópicos de oxígeno son prácticamente idénticos a los de la Tierra. Si Theia fuese un planeta aparte, seguramente hubiera tenido un índice isotópico diferente. Para rematarlo, el índice del isótopo de titanio de la Luna es tan similar al de la Tierra, que hace pensar que poco (o nada) de la masa que impactó contra nuestro planeta hubiera formado parte de la Luna.

La falta de una luna en Venus

Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar (y de Júpiter)

Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar (y de Júpiter)

Si la Tierra se formó por un impacto como el contemplado en esta teoría, es posible que los planetas interiores se viesen sujetos a choques similares en aquella época. Una luna que se formase alrededor de Venus, por un proceso similar, no hubiese podido escapar de su órbita. No está muy claro por qué Venus no tiene una, pero podría deberse a varios factores: por ejemplo, que los planetas más cercanos al Sol no puedan tener lunas grandes en órbitas estables.

En cualquier caso, la hipótesis de Theia es la que mejor nos permite entender por qué tenemos un satélite tan grande en nuestro planeta (en comparación a la Tierra). Se dice comúnmente que sin ella, la vida como la conocemos en nuestro planeta jamás hubiera podido existir, pero hay estudios que hacen pensar que quizá sí… Sea como fuere, su presencia en el cielo ha sido la inspiración de incontables seres humanos, así que, gracias Universo (o Theia, o Marte, o cometa, o lo que haya sido responsable de que esté ahí).

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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11 Respuestas

  1. Aborash dice:

    Tiene gracia que teoricemos con “tanta facilidad” sobre la creación del universo y sobre muchas cosas que parecen imposibles de saber, y luego no haya una teoría clara sobre la creación de la luna, jeje.

    Por cierto, una duda. Viendo la imagen artística sobre el choque entre planetas, se ve una explosión. ¿Realmente explotarían como si fuese un choque entre coches con bidones de gasolina? ¿No se desmenuzarían sin más como si chocasen dos rocas?

  2. No es una explosión (aunque lo parezca) es todo el manto (y el magma) del planeta contra el que choca saltando por los aires, como en este vídeo:

  3. Alberto dice:

    Hola Alex, yo también soy un aficionado de la astrofísica te sigo desde hace un tiempo y me gustaría darte la enhorabuena y decirte/suplicarte/obligarte (jeje) que sigas con estos post tan interesantes.
    Ahora una pregunta, cuando dos astros de estos tamaños chocan (como se teoriza en la creación de la Luna) ¿realmente llegan a impactar una superficie con otra o las posibles atmósferas de ambos lo impedirían? De ser así, sería una vista un tanto espectacular el ver acercarse la superficie del otro planeta, aunque no pudieras disfrutarlo durante practicamente nada de tiempo. Es algo que siempre me he preguntado, pero quizás aun no se sepa nada al respecto.

    • Hola Alberto, ¡gracias por seguir el blog!
      Impactan superficie contra superficie. La atmósfera no es suficiente para evitar el impacto. Desde la superficie sería bastante aterrador si tuviese un tamaño así, porque veríamos desde muchos días antes cómo se va acercando a nosotros, siempre visible, tanto de día como de noche, y cada vez más grande. Sería una versión mucho más bestia de este vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=bU1QPtOZQZU

  4. Bonderman dice:

    Leído.

  5. Pedro Salido dice:

    Respecto a la teoría del impacto. Cómo se explica que un choque de masas tan enormes que desarrollaría un inmensa energía no desplazarán a la tierra a una órbita muy diferente o incluso fuera del sistema solar?

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  3. 4 febrero, 2016

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