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La Luna potrebbe essere nata più in fretta di quanto pensassimo
Un gruppo guidato da Adeene Denton del Southwest Research Institute ha simulato l’impatto da cui sarebbe nata la Luna, ottenendo in una delle configurazioni un satellite già integro dopo circa cinque ore. Il risultato suggerisce che la formazione lunare potrebbe essere stata molto rapida e collega il destino dei detriti alla temperatura interna dei due corpi coinvolti: la Terra primordiale e il pianeta che la colpì.
Lo scenario del grande impatto colloca l’origine della Luna circa 4,5 miliardi di anni fa, quando un corpo delle dimensioni di Marte, chiamato Theia, avrebbe urtato la Terra con un’inclinazione capace di proiettare materiale in orbita. La planetologa Robin Canup lavora dal 2001 a simulazioni di questa collisione, contribuendo a sviluppare quella che è diventata la principale teoria sulla nascita del nostro satellite.
Denton e colleghi hanno introdotto una descrizione più dettagliata delle proprietà geologiche dei corpi, considerando la resistenza dei materiali, cioè il loro comportamento quando vengono deformati. È un fattore già utilizzato nello studio degli urti tra asteroidi e nelle precedenti ricerche di Denton sul sistema Plutone-Caronte. Le rocce più calde sono meno resistenti: la temperatura degli strati esterni di Theia avrebbe quindi modificato la deformazione durante l’urto e la distribuzione dei detriti.
Le simulazioni delineano esiti diversi. Una Theia più fredda, compatibile con un impatto avvenuto tra 100 e 150 milioni di anni dopo la nascita dei pianeti, favorirebbe un anello di detriti dal quale la Luna crescerebbe per accrescimento graduale; una maggiore porzione dell’impattatore sopravviverebbe per unirsi alla Terra. Una Theia più calda, coinvolta nella collisione entro i primi 60 milioni di anni, potrebbe invece essere distrutta e consentire una formazione molto rapida del satellite. Riproducendo le strutture termiche interne dei modelli originari, Denton ha ottenuto una Luna integra in circa cinque ore.
In entrambi gli scenari, il materiale lunare proverrebbe soprattutto dal mantello di Theia, mescolato con una quota minore del mantello terrestre, mentre gran parte del nucleo ferroso dell’impattatore finirebbe nella Terra. Rimane però una discrepanza: questa composizione simulata non spiega pienamente le somiglianze chimiche tra Terra e Luna e le differenze nelle abbondanze degli isotopi, forme dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni.
Canup, che non ha partecipato allo studio, suggerisce un possibile collegamento tra lo stato termico dei due corpi prima dell’urto e le proprietà della Luna attuale, compreso il suo contenuto di sostanze volatili, che passano più facilmente allo stato gassoso. Confrontare queste caratteristiche con gli esiti delle simulazioni potrebbe aiutare a restringere l’intervallo temporale in cui avvenne l’impatto, ricostruendo quanto la Terra e Theia si fossero raffreddate.
Lo scenario suggerisce anche una conseguenza per la ricerca delle esolune, i satelliti dei pianeti esterni al Sistema Solare. Se attorno ai pianeti rocciosi una luna potesse aggregarsi in poche ore, anche il disco di detriti che ne precede la nascita avrebbe una durata brevissima. Cercare questi dischi significherebbe quindi tentare di intercettare una fase estremamente fugace della formazione di un sistema planetario.
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