Un grupo de investigadores ha explicado que la Luna pudo formarse más rápido de lo que se pensaba, a través de la popular teoría del impacto gigante. Es algo que resulta interesante porque han probado multitud de escenarios, dando lugar a situaciones de lo más variadas…

La Luna pudo formarse muy rápido tras un gran impacto

Un grupo de investigadores, del Instituto de Cosmología Computacional, de la Universidad de Durham (Reino Unido), ha usado las simulaciones más detalladas, con la ayuda de un superordenador, para estudiar el origen de la Luna. Así, han desvelado un origen alternativo. Tras un impacto gigante, inmediatamente, la Tierra tuvo un objeto similar a la Luna a su alrededor. Para llegar a esta conclusión, los investigadores han simulado cientos de diferentes impactos. En ellos, han variado el ángulo de impacto y la velocidad de la colisión.

La Luna pudo formarse más rápido de lo creído
Las colinas Marius, en la Luna. Crédito: NASA

También han experimentado con las masas y giro de los dos objetos en colisión. Así, buscaban encontrar los escenarios que pudiesen explicar el sistema formado por la Tierra y la Luna en la actualidad. Estos cálculos han sido realizados con la ayuda del código de simulación SWIFT, de código abierto. Se ha ejecutado en el servicio DiRAC de Memoria Intensiva («COSMA»), albergado en la propia Universidad de Durham. Esa potencia adicional de computación ha permitido mostrar que las simulaciones de baja resolución pueden fallar.

Es posible que pasen por alto aspectos importantes en las colisiones a gran escala, permitiendo a los investigadores descubrir características que no estaban disponibles en otros estudios llevados a cabo hasta la fecha. Las simulaciones de alta resolución eran las únicas que producían ese satélite similar a la Luna. Los detalles adicionales mostraban cómo sus capas exteriores eran ricas en material procedente de la Tierra. Si la mayoría de la Luna se formó tras el impacto gigante, hay implicaciones sobre las teorías que se plantean habitualmente.

Una explicación para la composición de las rocas lunares

Esta simulación indicaría que la Luna estuvo menos fundidas, durante su formación, de lo que se suele plantear. En las teorías habituales, la Luna se formó a partir de un disco de escombros alrededor del planeta. En función de los detalles, de cómo se solidificó el satélite posteriormente, estas teorías predicen diferentes estructuras internas. Así, Vincent Eke, coautor del estudio, explica que esta ruta de formación ayudaría a explicar la similitud en la composición isotópica de las rocas lunares, traídas en el programa Apolo, y el manto de la Tierra.

También podría tener consecuencias observables, añade, para el espesor de la corteza lunar, que permitiría determinar mejor el tipo de colisión que tuvo lugar hace miles de millones de años. Además, los autores hablan también del límite de Roche. Si un satélite (como la Luna) pasa muy cerca de la Tierra, se podría esperar que fuese destruido por la gravedad del planeta. Sin embargo, el satélite no solo puede sobrevivir, también puede ser expulsado a una órbita mucho más grande, manteniéndose a salvo de ser destruido en el futuro.

El investigador jefe del estudio, Jacob Kegerreis, explica que esto abre un montón de nuevas condiciones iniciales posibles para la evolución de la Luna. Al comenzar el proyecto, no sabían cuáles serían los resultados de las simulaciones. Esto ha provocado que las sorpresas hayan sido varias. Por un lado, ver que las resoluciones bajas pueden dar respuestas equivocadas. Por otro, la posibilidad de que la Tierra hubiese tenido un satélite similar a la Luna en órbita justo después. Generalmente, se plantea que se formó hace unos 4500 millones de años.

La teoría del impacto gigante con una modificación para que la Luna pudiera formarse más rápido

Esa teoría, llamada del impacto gigante, explica que la Tierra, en su infancia, chocó con un objeto de un tamaño similar a Marte, llamado Tea. En la mayoría de teorías, la Luna se crea por la acumulación gradual del material tras aquel impacto. Sin embargo, las mediciones de las rocas lunares han puesto esto en duda. Su composición es similar al manto de la Luna. El impacto, por su parte, lo que se ve en las simulaciones, debería contener principalmente material de Tea (y por tanto la composición del único satélite natural de la Tierra no debería parecerse tanto a su manto).

La Luna, vista desde el hemisferio norte de la Tierra. Crédito: Gregory H. Revera

Este escenario, por el que la Luna pudo formarse rápidamente, abre nuevas posibilidades. Permite plantear diferentes órbitas iniciales del satélite, así como modificar cuál fue su composición interna. En las próximas misiones lunares, es posible que se puedan encontrar nuevas pistas sobre el tipo de impacto gigante que provocó la formación de la Luna. Esto, a su vez, nos ayudará a entender mejor cómo se ha desarrollado la historia de la Tierra. Será interesante ver qué resultados se obtienen con más estudios que tengan una resolución elevada.

Resulta muy curioso saber que la órbita de ese satélite primordial, similar a la Luna, podría haber sido incluso más cercana al planeta. El límite de Roche establece la distancia mínima a la que un objeto podría acercarse, a otro más masivo, sin ser destruido por su gravedad. Este estudio dice que, incluso si se acercase por debajo de ese límite, podría ser posible sobrevivir al encuentro y terminar en una órbita más grande y segura. ¿Es eso lo que sucedió en el caso de la Luna? Seguramente sea pronto para planteárselo, pero sin duda, en el futuro, tendremos más respuestas…

Estudio

El estudio es J. A. Kegerreis et al.; «Immediate origin of the Moon as a post-impact satellite». Publicado en la revista Astrophysical Journal Letters. Puede consultarse en este enlace.

Referencias: Phys