Creemos que un objeto del tamaño de Marte chocó con la Tierra y creó la Luna. Pero, ¿de dónde vino ese objeto?

La teoría más difundida sobre la formación de la Luna dice que un objeto del tamaño de Marte chocó con la Tierra hace unos cuatro mil millones de años, poco después de la formación de nuestro planeta. La evidencia se encuentra parcialmente en la composición lunar, la que es similar a las porciones superiores de la Tierra.

La teoría se presentó hacia la década de 1970, y está bien establecida como la más probable forma de creación de la Luna. Pero, ¿de dónde vino el otro mundo?.

Los investigadores piensan que el impacto tuvo lugar a velocidades relativamente bajas, como un automóvil en la autopista golpeando a otro por detrás, en lugar de una colisión frontal más destructiva. Para que sucediera así, el cuerpo impactor debe haberse formado en las cercanías, en una órbita similar a la de la Tierra.

Pero si estaba cerca, ¿por qué chocó después que la Tierra se hubiera formado y no antes, cuando las cosas todavía estaban en construcción y todo estaba colisionando con todo?. Un nuevo agregado a la teoría ofrece una explicación simple.

El impactor, del tamaño de Marte, se formó a la misma distancia del Sol que la Tierra, en un punto gravitatoriamente estable conocido como punto de Lagrange, luego derivó desde ese lugar de nacimiento (gracias, por lo menos en parte, a diversas colisiones), hasta ubicarse en un curso de colisión que generaría a nuestro satélite.

Este escenario fue propuesto recientemente por el astrofísico J. Richard Gott y el matemático Edward Belbruno, ambos de la Universidad de Princeton.

Semi-estable

Según piensan los teóricos, poco después del nacimiento del Sol, y mientras se estaba formando la Tierra, remanentes de polvo y roca se congregaron en una región del espacio cercana a la órbita terrestre. Una vez allí, y con la Tierra en su lugar, este material encontraría algunos lugares matemáticamente lógicos donde juntarse.

Los objetos pueden estacionarse en una órbita alrededor de un punto de Lagrange. Las órbitas alrededor de los tres puntos colineares, L1, L2 y L3 son inestables. En pocos días, los objetos se salen de ellas. Por ejemplo, en los puntos L1 y L2 la duración es de unos 23 días. Los objetos que orbitan en L4 y L5 son estables porque la fuerza Coriolis los mantiene girando alrededor del punto de Lagrange.

Hay cinco puntos de Lagrange relacionados con la Tierra, la Luna y el Sol, y cada uno de ellos tiene algo de estabilidad gravitatoria. Una nave espacial, por ejemplo, puede orbitar un punto de Lagrange con poca o ninguna propulsión, y permanecer en esa configuración por largos períodos.

Los puntos de Lagrange denominados L4 y L5 se encuentran en el camino casi circular de la Tierra alrededor del Sol. Se mueven a medida que la Tierra se mueve. Cada uno de ellos forma un triángulo equilátero que tiene en sus vértices al propio punto, al Sol y a la Tierra. La gravedad del Sol y de la Tierra se combinan para formar un estado de equilibrio para cada uno de esos dos puntos.

Gott y Belbruno colocaron la materia prima para la formación planetaria en un modelo matemático, y luego estimaron teóricamente lo que sucedía en los puntos L4 y L5. El material tendía a juntarse allí, y en ambas locaciones el resultado era similar.

Caos Progresivo

Belbruno le explicó a Space.com como se había desarrollado la escena:

“Si el material llegó allí y se frenó debido a varias colisiones con otros objetos cercanos, se mantendría estable en el lugar, y comenzaría a acumularse por atracción gravitatoria y por fricción mutua”, dijo.

A medida que las rocas iniciales fueron creciendo en lo que los científicos llaman planetesimales, se fue atrayendo más material.

“Luego de unos 30 millones de años, tenemos un objeto del tamaño de Marte”, dijo Belbruno. “Estará rondando alrededor de la región L4 de una forma aleatoria, mientras es impactado o casi impactado por los planetesimales”.

Cada uno de estos impactos o casi impactos le agrega un poco de velocidad al objeto.

“Gradualmente, su velocidad aumenta con respecto a L4”, continuó. “Transcurridos unos 30 millones de años, su velocidad es suficiente como para apenas salir de la región de estabilidad de L4”.

El objeto se mueve en una ruta similar a la de la órbita de la Tierra, pero a una velocidad diferente. Su movimiento es caótico porque el Sol y la Tierra tiran de él con una fuerza muy similar. Este movimiento es denominado avance caótico“.

“Se aproximará a la Tierra ya sea por detrás (si tiene que alcanzarla) o por delante”, dijo Belbruno. “Una vez que abandona la vecindad de L4 y comienza a avanzar, le puede llevar algunos años para alcanzar a la Tierra. Incluso puede pasar muy cerca la primera vez y no entrar en colisión. El sobrevuelo será muy cercano. Eventualmente, regresará y casi colisionará nuevamente, o chocará de verdad”.

¡Plaf!

Las simulaciones muestran que una colisión es muy probable.

“Entonces, ¡plaf!”, dijo Belbruno.

De ahí en más, otros investigadores han detallado cómo el objeto impactor convertía un trozo de la roca terrestre en vapor y lo lanzaba hacia el espacio. Una parte de ella comenzaba a orbitar el planeta y eventualmente se unía para formar la Luna.

Podría ser posible investigar esta nueva pieza de la teoría, enviando una sonda espacial a uno de los puntos de Lagrange.

“Quizás exista todavía algún tipo de pequeñas partículas en o cerca de los puntos L4 y L5 que podrían estar relacionadas con los remanentes del impactor”, dijo Belbruno. “Aunque todavía no está muy claro de que aún cuando todavía estuvieran allí, pudieran estar relacionados, ya que han pasado 4 mil millones de años. Sin embargo, sería interesante averiguarlo” 

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