La formación de la Luna ha sido durante mucho tiempo un misterio, pero los nuevos estudios apoyan la teoría de que la Luna se formó de los escombros de una colisión entre la Tierra, recién formada, y una roca del tamaño de Marte, con un baño de meteoritos un tiempo después.
La Tierra nació hace unos 4,5 millones de años, y los científicos piensan que la Luna surgió poco tiempo después. La principal explicación para el origen de la luna, conocida como la hipótesis del impacto gigante, fue propuesto por primera vez en la década de 1970. Se sugiere a la luna como resultado de la colisión de dos protoplanetas, o mundos embrionarios. Uno de ellos fue el de la Tierra recién formada, y el otro era un objeto del tamaño de Marte llamado Theia. La luna entonces se formó al fusionarse los escombros.
Los antiguos datos muestran que este escenario tiene sus raíces en la química de la Luna. La mayoría de los modelos de la teoría del impacto gigante suelen decir que más del 60 por ciento de la luna debe ser de un material de Theia. El problema es que una gran parte de los cuerpos en el sistema solar tienen maquillajes químicos únicos y la Tierra, Theia y, por lo tanto la luna, también. Sin embargo, las muestras de rocas de la luna revelan que es extrañamente más parecida a la Tierra de lo que dichos modelos predicen cuando se trata de versiones de elementos llamados isótopos. (Cada isótopo de un elemento tiene diferentes números de neutrones).
"En términos de composición, la Tierra y la luna son casi gemelas, sus composiciones son diferentes en pocos porcentajes de cero a cien", dice Alessandra Mastrobuono-Battisti, astrofísica en el Instituto de Tecnología de Israel, en Haifa, y autora principal del estudio. "Esta contradicción ha proyectado una gran sombra sobre el modelo del impacto gigante."
El Violento Nacimiento de la Luna.
Esta imagen representa la colisión catastrófica de dos cuerpos planetarios similares en composición que llevaron a la formación de la Tierra y su Luna hace 4.5 millones de años.
Para arrojar luz sobre este misterio, Mastrobuono-Battisti y sus colegas simularon colisiones en el sistema solar primitivo de entre 85 a 90 protoplanetas (cada uno de los cuales tenían hasta un 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 tenían masas que eran alrededor de 0,25 por ciento de la de la Tierra.
Los investigadores simularon las colisiones que ocurren en un patrón de disco que se extendía desde la mitad de una unidad astronómica (UA) a 4,5 UA del Sol. (Una unidad astronómica es la distancia media entre el Sol y la Tierra, que es de unos 150 millones kilometros.)
Los científicos descubrieron que dentro de 100.000.000 a 200.000.000 de años después de que comenzaron los modelos, cada simulación produce de tres a cuatro planetas rocosos, con una gran masa comparable a la de la Tierra. Estos mundos a menudo se componen de material que era diferente el uno del otro. Sin embargo, también se encontró que el 20 a 40 por ciento de las veces, la composición de un planeta era muy similar a la composición del último protoplaneta que había colisionado con él. Esta probabilidad es unas 10 veces mayor que las estimaciones previas.
"Lo más emocionante y sorprendente fue descubrir que podemos arrojar nueva luz sobre un misterio de 30 años de edad", dice Hagai Perets, astrofísico del Instituto de Tecnología de Israel, en Haifa, y coautor del estudio. "Pares de planetas con composición similar que impactan entre sí , no son raros en absoluto."
CÓMO EVOLUCIONÓ LA LUNA-VÍDEO
La razón de esta similitud en la composición tiene que ver con las órbitas ocupadas por estos cuerpos que chocan. La composición de estos objetos varía con la cantidad de calor que reciben (por ejemplo, cuanto más lejos un protoplaneta esté del sol, el protoplaneta será más frío, y por lo tanto, lo más probable es que conserve un isótopo de oxígeno relativamente pesado). Los científicos encontraron que a medida que cada planeta era chocado por un protoplaneta, éste último probablemente compartía una órbita similar. Por lo tanto, los protoplanetas que comparten lugares de nacimiento similares también pueden compartir una composición similar.
Este hallazgo sugiere que las composiciones similares de la Tierra y la Luna podrían ser una consecuencia natural de un impacto gigante. Esta teoría también explica por qué sus composiciones difieren de la de otros cuerpos en el sistema solar, dicen los investigadores. Mastrobuono-Battisti, Perets y su colega Sean Raymond, de la Universidad de Burdeos en Francia, detalla sus hallazgos en la edición del 09 de abril de la revista Nature.
Esta imagen de la NASA muestra la luna, ya unida con escombros creados cuando un objeto del tamaño de Marte se estrelló contra la Tierra primitiva.
Una Luna Hecha de la Tierra.
Otro desafío a la comprensión de cómo se formaron la Luna y la Tierra tiene que ver con el tungsteno. Este metal tiene características muy siderófilas, lo que significa que se une estrechamente con el hierro, y que tendría una fuerte tendencia a moverse hacia el núcleo rico en hierro de la Tierra. Sin embargo, la corteza y el manto de la Tierra tienen un exceso de elementos siderófilos como el tungsteno.
Las investigaciones anteriores sugieren que los elementos de hierro siderófilo que ahora se ven en la Tierra provienen principalmente de un material del espacio que se acumuló un tanto después del impacto gigante que formó la Luna y después de que el núcleo de la Tierra se formata. Si esta teoría es cierta, entonces los niveles de isótopos de tungsteno de la Tierra deben ser diferentes de las que se encuentran en la luna.
CÓMO SE FORMÓ LA LUNA-VÍDEO
Ahora otros dos estudios independientes revelan efectivamente que existe esta diferencia predicha entre la cantidad de isótopos de tungsteno en la Tierra y en la Luna.
Los científicos que analizan las rocas lunares descubrieron un exceso en la abundancia del isótopo de tungsteno-182 en la Luna en comparación con el actual manto de la Tierra. "Es la primera vez que podemos resolver una diferencia tan pequeña," dice Thomas Kruijer, cosmoquímico en la Universidad de Münster, en Alemania, y autor principal de uno de los dos estudios. "La definición de este valor, precisamente, es un avance muy importante."
Esta diferencia se explica mejor por la teoría de que diferentes proporciones de tungsteno-182 se acumularon después del gigante impacto que formó la Luna, dicen los investigadores. "Nuestros resultados proporcionan evidencia independiente para la hipótesis de los elementos siderófilos" dice Kruijer.
Artículo extraído de www.space.com
Para ver el artículo original, clic aquí.
No hay comentarios:
Publicar un comentario