La luna podría haberse formado en tan solo cinco horas después de la colisión catastrófica entre la Tierra y un protoplaneta perdido hace mucho tiempo, sugieren nuevas simulaciones. Los hallazgos sorprendentes podrían ayudar a arrojar luz sobre otros impactos históricos en nuestro vecindario cósmico y más allá.
Los expertos sospechan firmemente que la luna se creó cuando una roca espacial del tamaño de Marte llamada Theia impactó una versión temprana de nuestro planeta, en un momento en que el sistema solar estaba joven y extremadamente inestable. Este impacto colosal probablemente habría convertido a los mundos que alguna vez fueron vecinos en cúmulos giratorios de roca fundida que con el tiempo se fusionaron y enfriaron hasta convertirse en las versiones de la Tierra y la luna que conocemos hoy. Sin esta colisión, que también podría haber dejado fragmentos de Theia enterrados profundamente en nuestro planeta, muchos científicos piensan que la vida podría no haber existido nunca en la Tierra.
Las rocas lunares recogidas durante las misiones Apolo de la NASA han aportado evidencia para respaldar esta teoría, conocida como la hipótesis del gran impacto. Estas muestras también nos dicen que la luna tiene aproximadamente 4.5 mil millones de años, lo que significa que la colisión ocurrió aproximadamente 100 millones de años después de que nació el sol. Pero, aunque los científicos ya simularon el evento de impacto, ha sido difícil determinar con precisión exactamente cómo se formó la luna y cuánto tiempo llevó emerger después de la colisión Tierra-Theia.
En el nuevo estudio, publicado el 1 de septiembre en The Astrophysical Journal Letters, los investigadores realizaron una serie de simulaciones centradas en las posibles propiedades geológicas variables tanto de la Tierra como de Theia antes de su colisión. Este factor ha sido relativamente poco estudiado hasta ahora.
“Cuando simulas la Tierra y la luna como cuerpos que colisionan con propiedades geológicas [diferentes], cambia la forma en que la luna se forma a partir de ese impacto —eso es algo que antes considerábamos innecesario,” dijo la primera autora del estudio Adeene Denton, geóloga y científica planetaria del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, en un comunicado.
Hasta ahora, las simulaciones del impacto Tierra-Theia se habían centrado principalmente en las masas de los vecinos que colisionan. Pero en el nuevo estudio, a los investigadores les interesaba principalmente la resistencia del material de ambos cuerpos, particularmente la dureza de sus exteriores.
“Los modelos han evolucionado para incluir la resistencia del material, algo muy importante cuando estudias colisiones entre cuerpos menores como asteroides,” dijo Denton. “No estábamos seguras de si esto importaría para la luna o no. Cuando realizamos las simulaciones, descubrimos que en realidad importa bastante.”
El factor principal en la resistencia de los cuerpos que colisionan es la temperatura. Tanto la Tierra como Theia eran muy jóvenes cuando chocaron, por lo que seguían calientes y tenían superficies blandas o fundidas. Estas propiedades habrían amortiguado la colisión, permitiendo que los escombros permanecieran en gran medida intactos y permitiendo que la luna se formara con mayor rapidez. Pero cuando se propuso por primera vez la hipótesis del gran impacto (en 2001), los investigadores inicialmente pensaron que la colisión ocurrió mucho más tarde, lo que significaba que los cuerpos se habrían enfriado y volverse más frágiles. En ese caso, su colisión habría creado un campo mayor de escombros rojosqueos que habrían tardado más en consolidarse.
Los investigadores simularon el choque usando un rango de temperaturas posibles y descubrieron que, en el escenario más extremo —donde la pareja estaba a su temperatura máxima— la luna podría haberse formado en apenas cinco horas. Sin embargo, este es solo un resultado posible, y no hay forma de saber exactamente cuán caliente —y, por ende, cuán fuerte— estaban la Tierra y Theia cuando se estrellaron.
Cuando la luna tomó forma, inicialmente estuvo cubierta por un océano de magma que tardó cientos de millones de años en solidificarse. Aun así, su mayor cercanía a la Tierra significó que probablemente fue un infierno volcánico. Con el tiempo, sin embargo, se alejó de nuestro planeta, enfriándose aún más, y ahora se presume que está geológicamente muerto. (La luna continúa alejándose lentamente de nosotros y podría, en última instancia, escapar por completo de la gravedad de nuestro planeta, si el sol moribundo no la destruye a ella y a nosotros primero, en alrededor de 5 mil millones de años.)
Las nuevas simulaciones destacan la importancia de la resistencia de los materiales en la modelización de impactos planetarios, lo que podría cambiar lo que sabemos sobre otros choques antiguos, como aquel que desbalanceó el eje de la luna Ganímedes de Júpiter o el que dio origen a la luna Titán de Saturno.
Además, los hallazgos podrían tener implicaciones en la búsqueda de exolunas — las lunas hipotéticas de exoplanetas distantes, que hasta ahora se han mostrado esquivas, según el sitio hermano de Live Science, Space.com. Hasta ahora, una de las principales formas en que los astrónomos han buscado estos satélites alienígenas es buscando campos de escombros alrededor de exoplanetas. Sin embargo, si la luna sirve de referencia, estos campos de escombros podrían ser de corta duración y difíciles de identificar.
