Simulaciones de supercomputadoras revelaron una explicación alternativa para el origen de la Luna, con un impacto gigante que colocó inmediatamente un cuerpo como la Luna en órbita de la Tierra.
Los investigadores del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham simularon cientos de impactos diferentes, variando el ángulo y la velocidad de la colisión, así como las masas y giros de los dos cuerpos en colisión en su búsqueda de escenarios que pudieran explicar el sistema Tierra-Luna actual.
Estos cálculos se realizaron utilizando el código de simulación de fuente abierta SWIFT, ejecutado en el servicio intensivo de memoria DiRAC («Cosma»), alojado por la Universidad de Durham en nombre de la instalación de computación de alto rendimiento DiRAC.
La potencia computacional adicional reveló que las simulaciones de menor resolución pueden perder aspectos importantes de las colisiones a gran escala, lo que permite a los investigadores descubrir características que no eran accesibles para estudios anteriores. Solo las simulaciones de alta resolución produjeron el satélite similar a la Luna, y el detalle adicional mostró cómo sus capas exteriores eran más ricas en material procedente de la Tierra.
Si gran parte de la Luna se formó inmediatamente después del impacto gigante, esto también podría significar que se derritió menos durante la formación que en las teorías estándar donde la Luna creció dentro de un disco de escombros alrededor de la Tierra. Dependiendo de los detalles de la posterior solidificación, estas teorías deberían predecir diferentes estructuras internas para la Luna.
El coautor del estudio, Vincent Eke, dijo: «Esta ruta de formación podría ayudar a explicar la similitud en la composición isotópica entre las rocas lunares devueltas por los astronautas del Apolo y el manto de la Tierra. También puede haber consecuencias observables para el grosor de la corteza lunar, lo que nos permitiría precisar aún más el tipo de colisión que tuvo lugar».
Además, descubrieron que incluso cuando un satélite pasa tan cerca de la Tierra que podría ser desgarrado por las «fuerzas de marea» de la gravedad de la Tierra, el satélite en realidad no solo puede sobrevivir sino también ser empujado a una órbita más amplia a salvo de futuras destrucciones.
incipal del estudio, Jacob Kegerreis, dijo: «Esto abre una gama completamente nueva de posibles puntos de partida para la evolución de la Luna. Entramos en este proyecto sin saber exactamente cuáles serían los resultados de estas simulaciones de muy alta resolución. Así que Además de la gran revelación de que las resoluciones estándar pueden darte respuestas incorrectas, fue muy emocionante que los nuevos resultados pudieran incluir un tentador satélite similar a la Luna en órbita».
Se cree que la Luna se formó después de una colisión hace 4 500 millones de años entre la joven Tierra y un objeto del tamaño de Marte, llamado Theia. La mayoría de las teorías crean la Luna mediante la acumulación gradual de los escombros de este impacto. Sin embargo, esto ha sido cuestionado por las mediciones de rocas lunares que muestran que su composición es como la del manto de la Tierra, mientras que el impacto produce desechos que provienen principalmente de Theia.
Este escenario de satélite inmediato abre nuevas posibilidades para la órbita lunar inicial, así como la composición prevista y la estructura interna de la Luna. Las muchas próximas misiones lunares deberían revelar nuevas pistas sobre qué tipo de impacto gigante condujo a la Luna, lo que a su vez nos contará sobre la historia de la Tierra misma.
El equipo de investigación incluyó a científicos del Centro de Investigación Ames de la NASA y la Universidad de Glasgow, Reino Unido, y sus hallazgos de simulación se publicaron en Astrophysical Journal Letters.
