La Luna potrebbe essersi formata in sole cinque ore 4,5 miliardi di anni fa

L'origine della Luna è uno dei misteri più affascinanti dell'astronomia moderna. Le teorie più accreditate sulla formazione del nostro satellite naturale affermano che si sia formato a seguito dello scontro tra la Terra primordiale e un protopianeta delle dimensioni di Marte, denominato Theia. Un nuovo studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters aggiunge un nuovo dettaglio a questo affascinante puzzle. I ricercatori hanno utilizzato simulazioni computerizzate della collisione che tengono conto della temperatura e della resistenza dei materiali che componevano i due corpi. I risultati sono sorprendenti e mostrano come, sotto determinate condizioni, potrebbero essere bastate poche ore successive alla collisione per formare il satellite naturale. Non basta quindi sapere quali corpi si sono scontrati, ma anche le loro condizioni di temperatura, composizione dei materiali e resistenza alla deformazione per comprendere fino in fondo come è nata la Luna.

Le nuove simulazioni dell'impatto gigante

Nel nuovo studio, i ricercatori non hanno trattato la Terra primordiale e Theia come semplici corpi fluidi, come avveniva in molte simulazioni precedenti, ma hanno introdotto un elemento finora spesso trascurato: la resistenza meccanica dei materiali, cioè il modo in cui rocce e metalli reagiscono alla deformazione durante un impatto estremo. Per farlo hanno usato simulazioni numeriche sviluppate per includere anche la dipendenza dalla temperatura di queste proprietà geologiche e fisiche. In altre parole, nei nuovi modelli conta non solo l’energia dell’urto, ma anche quanto erano caldi, solidi o deformabili i due corpi prima della collisione.

Questo approccio ha mostrato che la temperatura iniziale di Terra e Theia è uno dei parametri decisivi per determinare l’esito dello scontro. Corpi più caldi risultano più deboli e tendono a produrre un grande disco di detriti attorno alla Terra, mentre corpi relativamente più freddi e meccanicamente più resistenti possono favorire la nascita di una Luna quasi subito integra. In uno degli scenari simulati, utilizzando parametri simili a quelli dei modelli classici, il nostro satellite emerge infatti come corpo intatto entro circa cinque ore dall’impatto

L'importanza dello studio sulla formazione della Luna

Le simulazioni precedenti avevano già mostrato in alcuni casi la possibilità di una formazione molto rapida della Luna, ma questo studio è il primo a dimostrare in modo chiaro che temperatura e resistenza dei materiali non sono dettagli secondari, bensì fattori centrali nel decidere se la Luna nasca subito come corpo unico oppure si formi più lentamente a partire da un disco protolunare di detriti in orbita attorno alla Terra. Lo studio suggerisce quindi che per capire l’origine della Luna non basta ricostruire la geometria dello scontro, ma bisogna anche sapere in quali condizioni termiche e geologiche si trovavano la proto-Terra e Theia poco prima della collisione.

Il risultato è importante perché collega la formazione della Luna allo stato fisico della Terra e di Theia al momento del grande impatto. Siccome i protopianeti nascono molto caldi e si raffreddano col tempo, capire se i due corpi fossero più “freddi” o più “caldi” potrebbe aiutare anche a restringere il periodo in cui avvenne la collisione. Inoltre, se la Luna si fosse formata rapidamente come corpo intatto, anziché assemblarsi lentamente da un disco di detriti, questo potrebbe avere conseguenze anche sulle sue proprietà attuali, per esempio sul contenuto di materiali volatili o sulla sua struttura interna.

Il dibattito ancora aperto sulle origini del nostro satellite naturale

Il lavoro non chiude tuttavia l'annoso dibattito sulla straordinaria somiglianza isotopica tra le rocce terrestri e quelle lunari riportate a Terra dalle missioni Apollo. Se la Luna si è formata in gran parte dal materiale di Theia, ci si aspetterebbe infatti differenze più marcate rispetto alla Terra. Una possibile spiegazione è che Theia e la proto-Terra si siano formate in una regione simile del Sistema solare, condividendo quindi una composizione molto vicina.

Nonostante ci siano dettagli ancora tutti da svelare una nuova tessera del puzzle sembra andata al suo posto: non basta dire che Terra e Theia si sono scontrate, ma bisogna capire quanto erano calde, di cosa erano fatte e quanto resistevano alla deformazione. È proprio in queste condizioni primordiali che potrebbe nascondersi la chiave per spiegare come il nostro satellite naturale sia nato 4,5 miliardi di anni fa.

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