Una enorme nube de roca vaporizada en forma de rosquilla llamada "synestia" fue el origen de la Luna, y no la escisión tras el choque entre la Tierra y otro cuerpo celeste.
Es la nueva teoría de un grupo de científicos liderado por Simon Lock, estudiante graduado en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Harvard. El estudio se publica en en Journal of Geophysical Research: Planets.
"La teoría comúnmente aceptada en cuanto a cómo se formó la Luna es que un cuerpo del tamaño de Marte colisionó con la proto-Tierra y material hilado en órbita", dijo Lock. "Esa masa se instaló en un disco y luego se acumuló para formar la luna, el cuerpo que quedó después del impacto fue la Tierra. Este ha sido el modelo canónico durante unos 20 años".
Es una historia convincente, dijo Lock, pero probablemente tampoco sea correcta. "Poner suficiente masa en órbita en el escenario canónico es en realidad muy difícil, y hay una gama muy limitada de colisiones que podrían ser capaces de hacerlo", dijo. "Solo hay un par de grados de ángulo de impacto y un rango muy estrecho de tamaños ... y aun así algunos impactos aún no funcionan".
"Este nuevo trabajo explica las características de la Luna que son difíciles de resolver con las ideas actuales", dijo la coautora Sarah Stewart, profesora de Ciencias Planetarias y de la Tierra en UC Davis. "Este es el primer modelo que puede coincidir con el patrón de la composición de la Luna".
Lo que es más, dijo, las pruebas han demostrado que la "huella dactilar" isotópica tanto para la Tierra como para la Luna son casi idénticas, lo que sugiere que ambas provienen de la misma fuente. Pero en la historia canónica, la Luna se formó principalmente a partir de los restos de uno de los dos cuerpos que colisionaron.
Pero así como las similitudes entre la Tierra y la Luna plantean preguntas sobre la historia aceptada para la creación de la Luna, también lo hacen sus diferencias.
Las pruebas han demostrado que la Luna es mucho menos abundante en muchos elementos volátiles, como el potasio, el sodio y el cobre, que son relativamente comunes en la Tierra.
"No ha habido una buena explicación para esto", dijo Lock. "La gente ha propuesto varias hipótesis sobre cómo la Luna podría haber terminado con menos volátiles, pero nadie ha sido capaz de igualar cuantitativamente la composición de la Luna".
El escenario descrito por Lock y sus colegas aún comienza con una colisión masiva, pero en lugar de crear un disco de material rocoso, el impacto crea una synestia.
"Es enorme", dijo Lock. "Puede ser diez veces el tamaño de la Tierra, y debido a que hay tanta energía en la colisión, tal vez el 10 por ciento de la roca de la Tierra se vaporiza, y el resto es líquido ... por lo que la forma en que se forma la Luna una synestia es muy diferente ".
Comienza con una "semilla", una pequeña cantidad de roca líquida que se acumula justo en el centro de la estructura tipo rosquilla. A medida que la estructura se enfría, la roca vaporizada se condensa y llueve hacia el centro de la synestia. Parte de la lluvia corre hacia la Luna y hace que crezca.
"La tasa de lluvia es aproximadamente diez veces mayor a la de un huracán en la Tierra", dijo Lock. "Con el tiempo, toda la estructura se contrae y la Luna emerge del vapor. Eventualmente, toda la sinesia se condensa y lo que queda es una bola de roca líquida que finalmente forma la Tierra tal como la conocemos hoy".
Todo el proceso sucede notablemente rápido, con la Luna emergiendo de la synestia en solo unas pocas decenas de años, y la Tierra formando aproximadamente mil años más tarde.
Lo que es más importante, dijo Lock, aborda cada uno de los problemas con el modelo canónico para la creación de la Luna. Dado que tanto la Tierra como la Luna se crean a partir de la misma nube de roca vaporizada, comparten naturalmente "huellas dactilares" de isótopos similares. La falta de elementos volátiles en la Luna, entretanto, se puede explicar por el hecho de que la Luna se formó rodeada por decenas de atmósferas de vapor y a una temperatura de 2.200-3.300 grados Celsius.
"Básicamente, este es el primer modelo que ha sido capaz de explicar las complicaciones, y eso ha sido capaz de hacerlo cuantitativamente", dijo Lock. "Esta es una forma dramáticamente diferente de formar la Luna. Simplemente no piensas en la formación de un satélite dentro de otro cuerpo, pero esto es lo que parece suceder".
Si bien el modelo parece abordar algunas viejas preguntas sobre la creación de la Luna, Lock dijo que el trabajo aún se encuentra en sus etapas preliminares, y que se debe trabajar más para perfeccionar aún más el modelo.
"Este es un modelo básico", dijo Lock. "Hicimos cálculos de cada uno de los procesos que forman la Luna y demostramos que el modelo podría funcionar, pero hay varios aspectos de nuestra teoría que requerirán más interrogatorios.
"Por ejemplo, cuando la Luna está en este vapor, ¿qué le sucede a ese vapor ?, ¿cómo lo perturba ?, ¿cómo fluye el vapor más allá de la Luna? Estas son todas las cosas que necesitamos revisar y examinar con más detalle".
vkc