• Tweet

Luna s-ar fi putut forma în câteva ore în urma impactului gigantic dintre Pământ şi o protoplanetă de dimensiunea lui Marte, la începutul istoriei Sistemului Solar, conform unei lucrări ştiinţifice susţinută de derularea unor simulări pe calculator, ce a fost publicată la 1 septembrie în The Astrophysical Journal Letters.

Teoria provine din noi simulări care iau în considerare modul în care temperatura internă a protoplanetelor tinere le-a afectat proprietăţile geologice şi, prin urmare, coliziunile prin care au trecut.

Acest scenariu al unui impact gigantic a devenit principala teorie despre cum s-a format Luna, datorită în special muncii depuse de planetaristul Robin Canup. Din 2001, ea a efectuat şi a rafinat numeroase simulări pe computer care descriu cum un corp de dimensiunea lui Marte, ce a fost numit Theia, s-a ciocnit la un unghi exact potrivit pentru a arunca resturi pe orbita în jurul proto-Pământului.

Acum, alţi cercetători se alătură acţiunii. Adeene Denton de la Southwest Research Institute (San Antonio, Texas) a condus o echipă care a efectuat unele dintre cele mai detaliate simulări ale coliziunii de până acum, luând în considerare mai multe dintre proprietăţile geologice ale lumilor care se ciocnesc.

„Modelele au evoluat pentru a include rezistenţa materialului, un aspect cu adevărat important atunci când studiezi coliziunile dintre corpuri mai mici, cum ar fi asteroizii, sau pentru lucrarea mea anterioară despre formarea sistemului Pluto-Charon", explică Denton într-un comunicat. „Nu eram siguri dacă ar conta sau nu pentru Lună. Când am făcut simulările, am descoperit că, de fapt, contează destul de mult".

Conform cercetărilor, corpurile mai calde sunt mai fragile decât cele mai reci. După formarea planetelor, acestea erau încă fierbinţi în interior, ceea ce le-ar fi afectat rezistenţa materialului. Având în vedere că impactul care a format Luna a avut loc la scurt timp după formarea Sistemului Solar, acest lucru ar fi afectat coliziunea cu Theia - dar în ce măsură depinde de momentul exact în care a avut loc coliziunea şi de cât de mult se răcise Theia.

În acest impact gigantic, protoplaneta Theia a fost complet distrusă. În timp ce o mare parte din ceea ce a mai rămas din miezul de fier spart al Theiei s-a scufundat în Pământ, un inel mare de resturi s-a adunat în jurul Pământului şi din el s-a format Luna.

Principalul efect al creşterii temperaturii în zonele exterioare ale Theiei, la câteva sute de kilometri, a fost acela că i-ar fi afectat capacitatea de a se deforma la impact şi de a absorbi impulsul coliziunii. Acest lucru, la rândul său, ar fi afectat modul în care resturile au fost împrăştiate în jurul Pământului pentru a forma Luna. Prin urmare, prin includerea diferitelor temperaturi şi rezistenţe ale materialelor în simulări, echipa lui Denton a putut obţine o imagine mai clară asupra modului în care s-a desfăşurat coliziunea şi formarea rezultată a Lunii noastre.

Simulările anterioare au arătat două scenarii posibile. Unul este acela că inelul de resturi a rămas în zonă o perioadă substanţială de timp, permiţând Lunii să se acumuleze treptat din el. Celălalt scenariu, descris pentru prima dată în simulările conduse de NASA în 2022, implică faptul că Luna s-a format din aceste resturi în câteva ore. Acum, modelele derulate de Denton pot susţine această posibilitate surprinzătoare.

Dacă Theia ar fi fost mai rece, adică impactul s-ar fi produs puţin mai târziu în istoria Sistemului Solar, probabil la 100 până la 150 de milioane de ani după naşterea planetelor, atunci inelul de resturi s-ar fi format în aşa fel încât Luna s-ar fi acumulat treptat. Şi pentru că ar fi fost mai puternic, o parte mai mare din Theia ar fi supravieţuit intactă pentru a se contopi cu Pământul.

Pe de altă parte, o Theia mai caldă care ar fi lovit Pământul la mai puţin de 60 de milioane de ani după formarea planetelor, ar crea un scenariu în care Luna s-ar putea forma foarte repede, în timp ce Theia însăşi ar fi fost distrusă.

„În funcţie de cât de fierbinţi sunt Pământul şi Theia înainte de coliziune, impactul poate distruge Theia şi produce acest disc masiv de resturi care în cele din urmă formează Luna", a spus Denton. „Dar când am folosit aceiaşi parametri ca modelarea originală a impactului - până la structurile de temperatură egală din interiorul ambelor corpuri - în aproximativ cinci ore, a apărut o Lună intactă".

„Aceste rezultate noi, surprinzătoare şi interesante, implică o potenţială legătură între proprietăţile fizice ale Lunii de astăzi, inclusiv, probabil, conţinutul său volatil, şi starea termică a Pământului şi a Theiei în momentul impactului gigantic", a declarat Robin Canup (Southwest Research Institute), care nu a fost implicat în acest studiu. „Acest lucru, la rândul său, ar putea ajuta oamenii de ştiinţă să determine mai bine când a avut loc evenimentul care a format Luna".

În ambele scenarii, Luna pare să fie formată în mare parte din materialul mantalei Theiei, amestecată cu doar o mică parte din mantaua Pământului. Această ultimă descoperire este surprinzătoare, având în vedere asemănările dintre compoziţia Lunii şi mantaua Pământului. Cu toate acestea, cercetările au arătat că există în mod clar mai multe detalii, deoarece, în ciuda asemănărilor, există şi unele diferenţe enigmatice în nivelurile de izotopi care nu pot fi explicate cu uşurinţă prin simulările actuale, inclusiv cea a lui Denton.

Simulările ar putea avea repercusiuni în căutarea exolunilor. Dacă Luna s-ar fi format în câteva ore, atunci căutarea discurilor care formează exoluni în jurul unor exoplanete terestre ar putea fi o încercare fără succes, deoarece astfel de discuri ar avea o durată de viaţă foarte scurtă. Discurile care formează sateliţi în jurul unor exoplanete gigantice gazoase ar fi însă o altă chestiune, deoarece aceste discuri nu se formează în urma impacturilor, ci mai degrabă din materialul rămas după formarea acelor planete.