Formarea Lunii ar fi putut dura doar câteva ore, nu milenii. Este concluzia unor simulări noi ale coliziunii dintre proto-Pământ și Theia, protoplaneta de mărimea planetei Marte care ne-a lovit acum aproximativ 4,5 miliarde de ani. Rezultatele au fost publicate pe 1 septembrie în revista The Astrophysical Journal Letters.
Ipoteza impactului gigant este de mult teoria dominantă privind originea satelitului nostru natural, iar meritul principal îi revine cercetătoarei Robin Canup, care din 2001 a rulat și rafinat zeci de simulări ale ciocnirii. Ce lipsea din aceste modele era însă un detaliu aparent minor: cât de tari sau de moi erau, fizic, cele două corpuri în momentul impactului.
Ce schimbă noile simulări despre formarea Lunii
Echipa condusă de Adeene Denton, de la Southwest Research Institute, a introdus în calcul rezistența materialului, o proprietate care depinde direct de temperatura internă a corpurilor. „Modelele au evoluat ca să includă rezistența materialului, ceva foarte important atunci când studiezi coliziuni între corpuri mai mici, cum sunt asteroizii, sau pentru lucrarea mea anterioară despre formarea sistemului Pluto–Charon”, a explicat Denton într-un comunicat al institutului. „Nu eram siguri dacă va conta și pentru Lună. Când am făcut simulările, am descoperit că, de fapt, contează destul de mult.”
Regula de bază este simplă: corpurile mai calde sunt mai slabe decât cele reci. Iar planetele tinere erau încă fierbinți în interior, din procesul propriei formări. Cum impactul care a produs Luna s-a petrecut la scurt timp după nașterea sistemului solar, temperatura Theiei devine o variabilă decisivă, care depinde de momentul exact al ciocnirii.
Două scenarii, două vârste diferite ale Theiei
Diferența se joacă în ultimele câteva sute de kilometri de sub suprafața Theiei. Cu cât acest strat exterior era mai cald, cu atât se deforma mai ușor la impact și absorbea altfel impulsul coliziunii, ceea ce schimba complet felul în care resturile erau împrăștiate în jurul Pământului.
Dacă Theia era deja răcită, adică impactul s-a produs mai târziu, la 100 sau 150 de milioane de ani după formarea planetelor, inelul de resturi rezultat ar fi permis Lunii să se adune treptat. În acest caz, fiind mai rezistentă, o parte mai mare din Theia ar fi supraviețuit intactă și s-ar fi contopit cu Pământul.
Dacă, în schimb, Theia era încă fierbinte, cu un impact petrecut la mai puțin de 60 de milioane de ani după formarea planetelor, scenariul se schimbă radical. „În funcție de cât de fierbinți sunt Pământul și Theia înainte de coliziune, impactul poate distruge Theia și poate produce acest disc masiv de resturi care formează în cele din urmă Luna”, a spus Denton. „Dar când am folosit aceiași parametri ca în modelarea inițială a impactului, până la structurile de temperatură egale din interiorul ambelor corpuri, în circa cinci ore a apărut o Lună intactă.”
Ideea unei Luni asamblate în câteva ore nu este complet nouă. Ea a apărut pentru prima dată în simulări conduse de NASA în 2022, iar modelele lui Denton îi dau acum greutate suplimentară.
De ce contează starea termică
Robin Canup, care nu a participat la acest studiu, vede în rezultate o posibilă cheie de datare. „Aceste rezultate surprinzătoare și incitante sugerează o legătură posibilă între proprietățile fizice ale Lunii de astăzi, inclusiv poate conținutul ei de substanțe volatile, și starea termică a Pământului și a Theiei în momentul impactului gigant”, a declarat cercetătoarea de la Southwest Research Institute. „Asta, la rândul său, i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să stabilească mai precis când s-a produs evenimentul care a format Luna.”
În ambele variante, Luna rezultă în cea mai mare parte din materialul mantalei Theiei, cu doar puțin material din mantaua terestră amestecat. Concluzia este contraintuitivă, pentru că mostrele aduse de misiunile Apollo au arătat o asemănare izotopică aproape perfectă între Lună și mantaua Pământului, iar acesta este chiar argumentul care a susținut decenii la rând ideea unei contribuții terestre masive. Există și diferențe izotopice care nu pot fi explicate ușor de niciuna dintre simulările actuale, inclusiv de cea a lui Denton, deci povestea rămâne incompletă. Am scris și despre un fragment de Lună descoperit în Africa, care păstrează urmele unui impact cosmic devastator.
O consecință neașteptată pentru vânătoarea de exoluni
Dacă un satelit se poate forma în cinci ore, atunci discurile de resturi din jurul exoplanetelor stâncoase ar fi mult prea efemere ca să fie surprinse de telescoape. Căutarea unor astfel de discuri, propusă ca metodă de detectare a exolunilor, ar deveni practic inutilă. Situația rămâne însă diferită în cazul giganților gazoși, unde discurile care dau naștere sateliților nu provin dintr-un impact, ci din materialul rămas după asamblarea planetei.
Studiul a fost semnalat de Space.com, iar cercetarea a fost realizată la Southwest Research Institute. Pe aceeași temă a impacturilor cosmice, am scris despre tipul rar de meteorit care a stins dinozaurii și despre o bucată de rachetă SpaceX care s-a prăbușit pe Lună.
