La luna si è formata in un incidente interplanetario mordi e fuggi, dicono gli astronomi

L'origine della Luna è uno dei problemi più importanti per i geologi planetari e negli ultimi anni hanno fatto passi da gigante nella comprensione di come sia successo. Ciò è in gran parte dovuto a una comprensione molto migliore della composizione della Luna e della struttura interna.

Si scopre che il nostro compagno interplanetario ha una composizione simile alla Terra, incluso un nucleo di ferro. Il consenso è che questo esclude la possibilità che la Luna si sia formata altrove e sia stata successivamente catturata dalla gravità terrestre. Invece, deve essersi formato dai detriti creati dalla gigantesca collisione tra la Terra e un corpo delle dimensioni di Marte.

Gli astronomi ritengono che questa collisione debba essere avvenuta a una velocità relativa lenta e con un angolo poco profondo per garantire che i detriti entrassero nell'orbita attorno alla Terra e vi rimanessero, formando infine la Luna.

Una collisione così lenta avrebbe anche preservato il momento angolare del sistema. Questo pone un ulteriore vincolo sui corpi prima dell'impatto, dal momento che non possono aver avuto un momento angolare molto più alto del sistema Terra-Luna di oggi.

Gli astronomi computazionali hanno simulato in dettaglio questo tipo di impatto lento e radente e hanno dimostrato che un sistema Terra-Luna potrebbe effettivamente essersi formato dati i vincoli della teoria sulla massa e sul momento angolare.

Ma c'è un problema con questo modello. Le superfici di silicato sia della Luna che della Terra hanno una firma isotopica simile che indica che devono essersi formate dalla stessa sostanza.

Ma in un impatto lento e radente, la maggior parte dei detriti che finisce in orbita e si forma nella Luna proviene dall'impattore delle dimensioni di Marte, che è improbabile che abbia avuto la firma isotopica richiesta. Questo è un grosso problema.

Oggi, Andreas Reufer dell'Università di Berna in Svizzera e alcuni amici affermano di aver escogitato un'ipotesi alternativa che risolve questo problema. Dicono che la Terra deve essere stata sfiorata da un oggetto più grande che viaggiava a velocità molto più elevate.

Questa velocità extra ha causato la fuga di gran parte dei detriti dell'impatto, da cui il soprannome di 'mordi e fuggi'. Tuttavia, i detriti rimasti intrappolati in orbita sarebbero stati una miscela di Terra e materiale impattante con un contenuto isotopico che corrisponde alle firme osservate qui e sulla Luna.

Naturalmente, i detriti sfuggiti avrebbero portato via il momento angolare oltre che la massa. Ciò rende un tale scenario difficile da modellare perché è difficile trovare un insieme adeguato di condizioni di partenza - massa, momento angolare, angolo di impatto, ecc. - che producano un sistema Terra-Luna realistico. In effetti, gli astronomi hanno scartato questo scenario in passato proprio per questo motivo.

Ma con tecniche di simulazione migliorate, Reufer e co hanno rivisitato lo scenario. Hanno usato un modello composto da circa 500.000 particelle in cui la Luna finisce per essere composta da circa 10.000 particelle. Questo è più o meno lo stato dell'arte.

Dicono che può produrre sistemi simili alla Terra-Luna per una serie ragionevole di condizioni di partenza, riproducendo allo stesso tempo le firme isotopiche osservate.

È un lavoro interessante, non ultimo perché ha importanti implicazioni per le condizioni sulla Terra al momento dell'impatto, circa 4,5 miliardi di anni fa. In particolare, Reufer e compagni affermano che l'impatto più energetico avrebbe riscaldato il mantello terrestre a temperature di circa 10.000 Kelvin e riscaldato anche i detriti che hanno formato la Luna a temperature più elevate.

Ciò ha chiaramente implicazioni per la storia antica sia della Terra che della Luna e può aiutare a portare a ulteriori prove che potrebbero supportare questa ipotesi.

Ma lascia anche un'interessante domanda senza risposta: cosa è successo ai detriti da impatto che sono fuggiti dall'orbita terrestre? Questi ragazzi dovrebbero essere in grado di calcolare le proprietà di questa roba, forse anche la sua firma isotopica. Ciò consentirebbe agli astronomi di dargli la caccia, magari esaminando le cadute di meteoriti del passato relativamente recente.

Trovare le prove del colpevole sarebbe un indizio importante, il che significa che ci aspetta un affascinante lavoro investigativo!

Rif: arxiv.org/abs/1207.5224 : Uno scenario di impatto gigantesco mordi e fuggi

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