Riporta la tua mente a quando la Terra era una bambina. Il sistema solare era un vivaio brutale. Frammenti giganti di roccia vorticavano caoticamente intorno a un giovane sole infuocato, bombardando regolarmente i pianeti neonati. La Terra si è formata durante questo periodo, giustamente chiamato l'Adeano, e senza questa costante pioggia di fuoco che ha accumulato le ossa del nostro pianeta, non saremmo affatto qui.
E nemmeno la luna.
Verso la fine di questo periodo, circa 4.5 miliardi di anni fa, un protopianeta delle dimensioni di Marte chiamato Theia colpì la Terra in una collisione che si pensava avesse rilasciato 100 milioni di volte più energia rispetto all'asteroide che pose fine ai dinosauri. L'impatto distrusse Theia, gettò in orbita un titanico pennacchio di materiale e ha dato alla luce la nostra luna.
La sezione scenario di impatto gigante è la teoria principale su come si è formata la luna perché si adatta a gran parte di ciò che osserviamo sulla Terra e sulla luna oggi. Ma gli scienziati stanno ancora discutendo i dettagli. Le prime simulazioni dell'impatto, ad esempio, suggerivano che la luna sarebbe stata per lo più fatta di materiale proveniente da Theia, ma l'analisi delle rocce lunari mostra che la composizione geochimica della Terra e della luna è quasi identica.
Ora, invece, una nuova simulazione ad alta risoluzione, descritto in un recente articolo di scienziati e ricercatori della NASA Ames presso l'Università di Durham, può aiutare a risolvere la discrepanza.
Secondo il documento, i risultati in una serie di possibili scenari di impatto corrispondono più strettamente alle osservazioni, inclusa l'orbita e la composizione della luna. Ma forse la cosa più sorprendente è che mentre il lavoro precedente suggeriva che la formazione della luna avrebbe richiesto mesi o anni, la nuova simulazione suggerisce che il nostro satellite si sia formato e sia stato lanciato in orbita in poche ore.
Nella simulazione, mostrata nel video qui sotto, Theia colpisce la Terra con un colpo di striscio. Un arco di materiale, proveniente sia da Theia che dalla Terra, si muove in orbita e forma due corpi. Il più grande di questi, destinato a ricadere sulla Terra, lancia quello più piccolo, la luna, in un'orbita stabile. Se la collisione iniziale fosse avvenuta a mezzanotte, la luna si sarebbe formata entro la colazione.
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Questo non è il primo tentativo di adattare meglio le nostre osservazioni alla storia dell'origine dell'impatto gigante della luna.
Gli scienziati hanno proposto e simulato una serie di teorie per spiegare la composizione geochimica della luna. Questi includono energia più elevata o impatti multipli, un mordi e fuggi o la possibilità di un impatto precedente, quando la Terra era ancora coperta da un oceano di magma. Questi sono ancora possibili, sebbene ognuno abbia anche la propria serie di sfide.
Qui, il team ha adottato un approccio diverso, suggerendo che forse il problema non è la teoria ma la nostra simulazione di essa. Le simulazioni precedenti utilizzavano centinaia di migliaia o milioni di "particelle": puoi pensarle come sostituti digitali idealizzati per pezzi di Terra e Theia, ciascuno secondo le leggi della fisica nella collisione. L'ultima simulazione, d'altra parte, utilizza centinaia di milioni di particelle, ciascuna di circa 8.5 miglia (14 chilometri) di diametro.
È il ricreazione digitale della formazione lunare con la più alta risoluzione mai realizzata.
La risoluzione ha messo a fuoco la meccanica dei grandi impatti in un modo che prima, simulazioni meno dettagliate semplicemente non potevano. E nel processo, il lavoro ha gettato nel cappello una nuova teoria potenzialmente più semplice: che la luna si è formata rapidamente, in un solo passaggio. Il team ha scoperto che questo scenario potrebbe produrre una luna molto simile alla nostra, dall'orbita alla composizione.
Tuttavia, mentre il nuovo lavoro è allettante, rafforzarlo ulteriormente richiederà più simulazioni ad alta risoluzione e, soprattutto, missioni future che raccolgono più campioni dalla luna stessa.
Qualunque cosa scoprano gli scienziati, la storia della formazione della luna ha implicazioni di vasta portata. Suo il destino è strettamente legato a quello della Terra, dalle maree alla tettonica a zolle e all'ascesa e all'evoluzione della vita stessa. Se scopriamo che la nostra luna è un valore anomalo, come sembra essere almeno nel nostro sistema solare, forse le possibilità che la vita sorga e sopravviva a lungo raggio altrove sono inferiori. Semplicemente non lo sappiamo ancora.
Ecco perché è importante costruire e studiare simulazioni come questa.
"Più impariamo su come è nata la luna, più scopriamo l'evoluzione della nostra Terra", ha affermato Vincent Eke, ricercatore della Durham University e coautore del documento, in una dichiarazione. "Le loro storie sono intrecciate e potrebbero trovare eco nelle storie di altri pianeti cambiati da collisioni simili o molto diverse".
Immagine di credito: Centro di ricerca Ames della NASA
