Frente a la teoría de la gran colisión contra la Tierra, un nuevo estudio sostiene que la Luna fue capturada en un encuentro entre una Tierra joven y un binario formado por la Luna y otro objeto rocoso.
En seis misiones a la Luna, entre 1969 y 1972, los astronautas del Apolo recogieron más de 360 kilos de roca y suelo lunares. El análisis químico e isotópico de ese material demostró que era similar a la roca y el suelo de la Tierra: rico en calcio, basáltico y datado de unos 60 millones de años después de la formación del sistema solar.
Utilizando esos datos, los científicos planetarios que se reunieron en la Conferencia de Kona en Hawai en 1984 llegaron al consenso de que la Luna se formó a partir de escombros después de una colisión en la joven Tierra.
Pero esa podría no ser la verdadera historia del origen de la Luna, según dos investigadores de Penn State. Una nueva investigación publicada en The Planetary Science Journal por Darren Williams, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State Behrend, y Michael Zugger, ingeniero de investigación sénior en el Laboratorio de Investigación Aplicada de Penn State, ofrece otra posibilidad: el encuentro con un binario rocoso.
“La Conferencia de Kona sentó las bases para 40 años”, dijo Williams. Pero aún quedaban preguntas. Por ejemplo, una luna que se forma a partir de una colisión planetaria, tomando forma a medida que los escombros se agrupan en un anillo, debería orbitar sobre el ecuador del planeta. La luna de la Tierra orbita en un plano diferente. “La luna está más en línea con el sol que con el ecuador de la Tierra”, dijo Williams.
En la teoría alternativa de captura de intercambio binario, dijeron los investigadores, la gravedad de la Tierra separó el binario, atrapando uno de los objetos -la luna- y convirtiéndolo en un satélite que orbita en su plano actual.
Hay evidencia de que esto sucede en otras partes del sistema solar, dijo Williams, señalando a Tritón, la mayor de las lunas de Neptuno. La hipótesis reinante en el campo es que Tritón fue atraído a la órbita desde el Cinturón de Kuiper, donde se cree que 1 de cada 10 objetos es un binario.
Tritón orbita alrededor de Neptuno en una órbita retrógrada, moviéndose en la dirección opuesta a la rotación del planeta. Su órbita también está significativamente inclinada, en un ángulo de 67 grados con respecto al ecuador de Neptuno.
Williams y Zugger determinaron que la Tierra podría haber capturado un satélite incluso más grande que la Luna (un objeto del tamaño de Mercurio o incluso Marte), pero la órbita resultante podría no haber sido estable.
El problema es que la órbita de “captura” (la que sigue la Luna) comenzó como una elipse alargada, en lugar de un círculo. Con el tiempo, influenciada por las mareas extremas, la forma de la órbita cambió.
“Hoy, la marea terrestre está por delante de la Luna”, dijo Williams. “La marea alta acelera la órbita. Le da un pulso, un poco de impulso. Con el tiempo, la Luna se aleja un poco más”.
El efecto se invierte si la Luna está más cerca de la Tierra, como habría estado inmediatamente después de la captura. Al calcular los cambios de marea y el tamaño y la forma de la órbita, los investigadores determinaron que la órbita elíptica inicial de la Luna se contrajo en una escala de tiempo de miles de años.
La órbita también se volvió más circular, redondeando su trayectoria hasta que el giro lunar se bloqueó en su órbita alrededor de la Tierra, como es hoy. En ese punto, dijo Williams, la evolución de las mareas probablemente se invirtió, y la Luna comenzó a alejarse gradualmente.
Cada año, dijo, la Luna se aleja 3 centímetros de la Tierra. A su distancia actual de la Tierra -384.000 kilómetros- la Luna ahora siente un tirón significativo de la gravedad del Sol.
“La Luna está ahora tan lejos que tanto el Sol como la Tierra compiten por su atención”, dijo Williams. “Ambos tiran de ella”.
Sus cálculos muestran que, matemáticamente, un satélite capturado por intercambio binario podría comportarse como lo hace la Luna de la Tierra. Pero no está seguro de que así sea como se formó la Luna.
“Nadie sabe cómo se formó la Luna”, dijo. “Durante las últimas cuatro décadas, sólo teníamos una posibilidad de cómo llegó hasta allí. Ahora, tenemos dos. Esto abre un tesoro de nuevas preguntas y oportunidades para estudios posteriores”.
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