La aparición constante de la luna en el cielo cada noche puede adormecer a los terrícolas en una sensación de familiaridad, pero la luna es en realidad un lugar desconcertante. Carece de atmósfera y está completamente seco; difícilmente puede reclamar un núcleo de hierro central; y tiene una corteza liviana que es químicamente similar a la Tierra.

La mejor explicación hasta aquí, porque la existencia de un mundo así fue propuesta por dos exalumnos de la Universidad de Arizona, William Hartmann y Donald Davis, Hace 45 años. La idea se inspiró en el trabajo de Hartmann como estudiante de posgrado con Gerard Kuiper, quien es considerado el padre de la ciencia planetaria moderna y fue el director fundador del Laboratorio Lunar y Planetario de la UA.

Al crear el Atlas Lunar Rectificado, uno de los primeros mapas de la luna, durante el apogeo de la carrera espacial, Hartmann identificó un cráter de impacto anillado gigante en el lado de la luna. Identificando esta característica, más tarde llamado Mare Orientale, lo inspiró a considerar las consecuencias de las mayores colisiones en el sistema solar.

En 1974, Hartmann y Davis propusieron lo que se conoció como la teoría del impacto gigante. Teorizaron que la luna se formó cuando un planeta del tamaño de Marte apodado Theia, la madre Titán de la luna en la mitología griega, golpeó a Gaia. la Tierra primitiva, hace más de 4.500 millones de años. La colisión ellos propusieron, arrojó la capa superior de la Tierra al espacio, donde los escombros se recombinaron para formar la luna.

La teoría del impacto gigante ha resistido 45 años de escrutinio científico y es ampliamente aceptada hoy como el origen de la luna. Todavía, a medida que los científicos planetarios continúan recopilando datos sobre la luna y realizan simulaciones por computadora cada vez más poderosas de colisiones que forman planetas, los detalles de la teoría se han ido desmoronando, dando lugar a una serie de escenarios modificados.

Modelos lunares

La teoría del impacto gigante parece explicar las características más obvias de la luna actual:sin atmósfera, poca agua y sin núcleo de hierro. Adicionalmente, Las muestras de Apolo devueltas han demostrado que las rocas lunares son químicamente indistinguibles de las rocas terrestres.

En la superficie, juego de palabras intencionado, esto confirma la teoría de 1974. Sin embargo, Las simulaciones por computadora muestran que el impacto gigante estándar crearía una luna hecha del planeta impactante Theia, no la tierra, dijo el experto lunar Erik Asphaug, Catedrático de Ciencias Planetarias de la UA.

"¿Por qué debería coincidir la luna si está hecha de un planeta completamente diferente?" Preguntó Asphaug.

La pregunta ha dado lugar a muchas ideas nuevas sobre el origen de la luna. Por ejemplo, después de que la luna se solidificara, tal vez más tarde se expulsó material de la Tierra y se depositó en la parte superior.

"Irónicamente, eso significaría que todas las rocas que recogieron los astronautas del Apolo son rocas de la Tierra, "Dijo Asphaug.

Pero la luna ha sido bombardeada por grandes impactos que excavan profundamente y deberían haber arrojado esas rocas Theia enterradas encima.

Las simulaciones también parecen mostrar que cuanto mayor es el impacto gigante, cuanto más la luna está compuesta principalmente por el impactador. Entonces, Otro estudio reciente sugiere que en lugar de una Theia, una sucesión de impactadores más pequeños formó una serie de lunas más pequeñas, cada uno más parecido a la Tierra en composición, que se fusionó en la luna.

Desafortunadamente, esto implicaría que todos los impactadores tuvieran que golpear desde la misma dirección, lo cual es muy poco probable ya que los impactadores golpean la Tierra desde todos los ángulos, Asphaug dijo.

Otra posible solución ha sido denominada "Hit and Run".

"Si golpeas la Tierra lo suficientemente fuerte y rápido, Theia no se queda, "Dijo Asphaug.

Si Theia seguía adelante, el resultado podría ser una luna formada principalmente a partir de la Tierra. O, si Theia fuera un planeta helado descarriado, tal golpe y fuga vaporizaría a Theia, resolviendo el problema Tierra-roca y explicando por qué Theia ya no existe.

"Pero ambos son muy poco comunes, eventos específicos, "Asphaug dijo." Obtienes tu comodín una vez, y eso es."

Asphaug y su colega de la UA, Alexandre Emsenhuber, están desarrollando su propio modelo de origen lunar, lo que muestra que la luna se puede crear en un impacto gigante común de dos etapas.

Proponen que Theia golpeó la Tierra joven y se desaceleró como resultado de una colisión de atropello y fuga. Theia siguió orbitando el sol antes de impactar la Tierra de nuevo, tal vez un millón de años después, esta vez formando la luna en una fusión lenta bastante similar a la teoría estándar propuesta originalmente por Hartmann y Davis.

"Si ya ha tenido un par de impactos gigantes con la Tierra, tus composiciones se mezclarán para empezar, "Dijo Asphaug.

Muchas de estas ideas asumen un impactador de diferente composición que la Tierra, Hartmann dijo:pero los científicos ahora saben que ciertos meteoritos, y sus cuerpos parentales, tenían composiciones similares a la de la Tierra.

"Un impactador gigante hecho de ese material resolvería muchos de los problemas de origen lunar, " él dijo.

Una mirada más profunda

Durante la carrera espacial, la Universidad de Arizona trazó un mapa de la luna, y los ex alumnos e investigadores de la universidad han perfeccionado la teoría de los orígenes de la luna. Hoy dia, Los investigadores de la UA están explorando las profundidades de la luna para revelar más de sus secretos.

Para comprender la estructura interna de la luna, El profesor asociado de ciencias planetarias Jeff Andrews-Hanna ha dirigido múltiples investigaciones utilizando datos gravitacionales recopilados por el Laboratorio Interior y Recuperación de Gravedad de la NASA. o GRIAL, misión. Los datos de GRAIL respondieron algunas preguntas, pero también ha revelado nuevos misterios sobre la luna que los estudios futuros deberán abordar. Por ejemplo, Los datos de GRAIL han demostrado que la luna está torcida.

Asphaug ha propuesto que una fusión lenta de dos lunas, que llamó un "símbolo gigante, "puede ser responsable de la desigualdad. El lado lejano montañoso, él dijo, Puede ser una segunda luna que chocó lentamente con la primera y formó un resfriado, capa gruesa.

"La mayoría de estas ideas serán apoyadas o eliminadas en la próxima segunda era de exploración lunar, "Dijo Asphaug.

La misión GRAIL también ha revelado que el lado cercano de la luna está atravesado por estructuras tectónicas ocultas debajo de las llanuras volcánicas oscuras. También hay cuencas de impacto y otras características geológicas que son invisibles a simple vista. pero arroja luz sobre el pasado volcánico de la luna.

Andrews-Hanna está entusiasmado con los datos que se han recopilado en la luna desde que se propuso la teoría del impacto gigante, incluida la topografía, gravedad, imágenes visibles, datos espectrales, muestras, datos sísmicos, datos térmicos y datos electromagnéticos.

"La luna es única por tener todos estos conjuntos de datos, muchos de los cuales se remontan a Apolo y muchos son el resultado de nuestra exploración en curso, ", dijo." Una cosa frustrante acerca de las misiones Apolo es que todas estaban agrupadas en un área pequeña del lado cercano de la luna. Me pregunto si Apolo es representativo de la luna como un todo o solo del lado cercano ".

Espera que las misiones futuras al otro lado de la luna puedan ayudar a responder preguntas persistentes.

"Sabemos mucho sobre la luna, sin embargo, tan poco para un cuerpo tan cerca. Hay enormes preguntas fundamentales que responder, ", Dijo Andrews-Hanna." Este es un momento emocionante para la ciencia lunar. Una vez que aprendamos algo sobre la luna, entonces podremos ampliar nuestro conocimiento a otros cuerpos de nuestro sistema solar ".