Una colisión ‘lenta’ podría haber sido el origen de la Luna

La colisión que arrancó la Luna de la Tierra fue relativamente «suave», basándose en la mayor y más detallada simulación por ordenador jamás realizada sobre el impacto. Los investigadores estudian las limitaciones en tamaño y velocidad de las rocas espaciales que provocan la formación de satélites en choques espaciales.

El modelo sugiere que la Luna se formó después de que un objeto del tamaño de Marte (un poco más de la mitad del diámetro terrestre) impactase contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años. Los restos de este impacto formaron un disco alrededor de la Tierra que fueron agrupándose por atracción gravitatoria formando lo que sería la Luna.

Pero modelar este proceso de manera realística es extremadamente difícil, y los investigadores han intentado una amplia variedad de aproximaciones al fenómeno. La mayoría usaron algunas partículas puntuales para representar agrupaciones de mayor número, un método llamado Hidrodinámica Suave de Partículas (SPH).

Pero el mejor de estos modelos usa tan sólo unas pocos cientos de partículas en el disco de material, por lo que no puede revelar estructuras detalladas dentro del mismo. Por ello, los modelos pueden recrear condiciones hasta menos de un día después del impacto.

Simulaciones «extremas»

Ahora, los investigadores liderados por Keiichi Wada en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, en Tokyo, han usado otra aproximación para modelar el comportamiento del disco hasta unos cuatro días después de la colisión. Así, han dividio al disco en una malla tridimensional de cajas (cada una con sus propiedades particulares, como densidad y temperatura), y han analizado la evolución de estas cajas con el tiempo. Han corrido dos simulaciones «extremas», una en la cual el disco estaba hecho principalmente de gas caliente, y otra donde el disco estaba compuesto principalmente de gases y sólidos.

Ambas simulaciones se comportaban de manera parecida durante las diez horas siguientes al impacto inicial, con el cuerpo causante del impacto saliendo expulsado y volviendo a golpear a la Tierra una segunda vez, donde es destruido. Esto concuerda con los resultados de los modelos SPH, sugiriendo que la gravedad es la fuerza dominante en la formación temprana del disco.

Pero los modelos comienzan a diverger después de este punto. Si el impactador se vaporiza al destruirse, se forman ondas de choque en espiral que ralentizan la rotación del disco. Esto permite al material caer de nuevo hacia la Tierra impidiendo la formación de una luna.

Problema con los modelos

Por el contrario, si el impactador se desintegra produciendo restos líquidos o sólidos, no se forman las ondas de choque que ralentizarían la rotación del disco, con lo que la Luna podría formarse posteriormente. Los investigadores sugieren que cualquier impacto lo suficientemente potente como para vaporizar al impactador no concluiría en la formación de un satélite.

En el caso de la Tierra, estiman que el objeto, de tamaño similar a Marte, debería haber estado viajando a menos de 15 Km/s en velocidad relativa a la Tierra. En términos más generales, concluyen que si el impactador fuera mayor que sólo unas pocas veces el tamaño de la Tierra, entonces el «tremendo impacto nunca acabaría con la formación de un gran satélite».

Scott Kenyon, un astrónomo del Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts, US, sice que la conclusión es razonable. «El disco gaseoso colapsaría más rápidamente que uno líquido o sólido,» afirma.

Pero indica que los astrónomos llevan mucho tiempo luchando por modelar adecuadamente la viscosidad de los gases en discos rotatorios, algo muy complicado. Dice que todos los modelos tienen este problema, pero que la aproximación de la malla 3D puede ser especialmente vulnerable a este problema ya que los valores de la viscosidad debe ser escogida por los desarrolladores, con lo que este valor podría afectar a la escala temporal del fenómeno de retorno del disco a la Tierra.

Fuente: Sondas Espaciales