Probablemente solo tomó horas para que la luna de la Tierra se formara a partir de un montón de escombros.

Pero una nueva hipótesis, basada en simulaciones por computadora gigantes realizadas con una precisión cada vez mayor, sugiere que la formación de la luna puede no haber sido un proceso lento y gradual, sino que ocurrió en unas pocas horas.

Los científicos publicaron sus hallazgos el 4 de octubre en la revista Cartas de revistas astrofísicas.

«Lo que hemos aprendido es que es muy difícil predecir con qué precisión se necesita para simular de manera confiable estas colisiones violentas y complejas; solo tiene que seguir probando hasta que descubra que una mayor precisión ya no hace una diferencia en la respuesta», dijo Jacob Kejris. , cosmólogo computacional de la Universidad de Durham en Inglaterra Live Science.

Los científicos obtuvieron las primeras pistas sobre la composición de la luna después del regreso de la misión Apolo 11 en julio de 1969, cuando los astronautas de la NASA Neil Armstrong y aldrín zumbante Trajo 21,6 kg de roca lunar y polvo a la Tierra.

Las muestras datan de hace unos 4.500 millones de años, lo que sitúa la creación de la luna en un período turbulento unos 150 millones de años después de la formación del sistema solar.

Otra evidencia sugiere que nuestro satélite natural más grande nació de una violenta colisión entre la Tierra y un planeta hipotético, que los científicos nombraron en honor a la mítica titán griega Thea, la madre de Selena, la diosa de la luna.

Esta evidencia incluye similitudes en la composición de rocas lunares y terrestres; la rotación de la Tierra y la órbita de la Luna con direcciones similares; alto momento angular común de los dos cuerpos; y discos de escombros en otras partes de nuestro sistema solar.

Pero exactamente cómo ocurrió la colisión cósmica está en debate. La hipótesis tradicional es que cuando Thea se estrelló contra la Tierra, el devastador impacto del planeta destrozó a Thea en millones de pedazos, convirtiéndolo en un naufragio flotante.

Los restos fracturados de Theia, junto con algunas rocas y gases que se evaporan del manto de nuestro joven planeta, se mezclaron lentamente en un disco alrededor del cual la bola fundida de la Luna se fusionó y se enfrió durante millones de años.

Sin embargo, algunas partes de la imagen aún son esquivas. La pregunta pendiente es por qué, si la Luna está compuesta principalmente por Theia, ¿muchas de sus rocas tienen sorprendentes similitudes con las de la Tierra?

Algunos científicos han sugerido que se utilizó más roca de la Tierra vaporizada para crear la luna que los restos pulverizados de Theia, pero esta idea presenta sus propios problemas, como por qué otros modelos sugieren que una luna compuesta principalmente de roca de la Tierra descompuesta sería tan baja. La órbita es diferente de lo que vemos hoy.

Para explorar diferentes escenarios potenciales para la formación de la luna después de la colisión, los autores del nuevo estudio recurrieron a un programa de computadora llamado SWIFT, diseñado para simular la red gravitatoria compleja y en constante cambio y las fuerzas hidrodinámicas que actúan sobre grandes cantidades de Tierra. tema.

Hacerlo con precisión no es una tarea computacional simple, por lo que los científicos usaron una supercomputadora para ejecutar el programa: un sistema llamado COSMA (abreviatura de «Cosmology Machine») en el Centro de Investigación Distribuida para Computación Avanzada (DiRAC). Acrónimo en inglés) de la Universidad de Durham.

Usando COSMA para simular cientos de colisiones entre la Tierra y Theia en diferentes ángulos, rotaciones y velocidades, los investigadores lunares han podido modelar los efectos del colapso astronómico con una precisión cada vez mayor.

La precisión en esta simulación está determinada por la cantidad de partículas que utiliza la simulación. Según Kegerreis, para efectos gigantes, la precisión predeterminada de la simulación suele estar entre 100 000 y 1 millón de partículas, pero en el nuevo estudio, él y sus colegas pudieron modelar hasta 100 millones de partículas.

«Con resoluciones más altas, podemos estudiar más detalles, al igual que un telescopio más grande que le permite tomar imágenes de alta resolución de planetas o galaxias distantes para descubrir nuevos detalles», dijo Kejris.

«En segundo lugar, y quizás lo más importante, el uso de una precisión muy baja en una simulación puede dar respuestas engañosas o completamente incorrectas», agregó.

«¿Te imaginas construir un modelo de automóvil con cubos de juguete para simular cómo se descompondría un automóvil en un accidente? Si usas solo unas pocas docenas de bloques, se puede dividir perfectamente por la mitad. puede desmoronarse y romperse de una manera más realista”.

Las simulaciones de alta resolución de los investigadores dejaron una luna que se formó a las pocas horas de los fragmentos expulsados ​​y destrozados de Theia, proporcionando una teoría de formación de una sola etapa con una respuesta clara y elegante a las características visibles de la luna, como su órbita ancha e inclinada. La parte interna está parcialmente fusionada; Y su fina corteza.

Sin embargo, los investigadores tendrán que examinar muestras de roca y polvo excavadas profundamente en la superficie lunar, un objetivo de las futuras misiones de la NASA en Artemisa, antes de que puedan confirmar qué tan mezclado está el manto lunar.

«Más muestras de la superficie lunar podrían ser muy útiles para hacer descubrimientos nuevos y más confiables sobre la formación y evolución de la luna, que podemos rastrear hasta simulaciones como la nuestra», dijo Kejris.

«Misiones y estudios como este y muchos más nos ayudan a descartar más posibilidades, reducir lo que sabemos sobre la verdadera historia de la Luna y la Tierra, y aprender más sobre cómo se formaron los planetas a lo largo y más allá de nuestro sistema solar».

Tales investigaciones también pueden arrojar luz sobre cómo se formó la Tierra y se convirtió en un planeta que da vida.

«Cuanto más sabemos sobre cómo surgió la luna, más aprendemos sobre la evolución de nuestra Tierra», dijo el coautor del estudio Vincent Ike, profesor asociado de física en la Universidad de Durham. en la situación actual. «Sus historias están entrelazadas y pueden resonar con las historias de otros planetas que han cambiado debido a colisiones similares o completamente diferentes».