La Luna potrebbe essersi formata in poche ore, nuovo studio sull'impatto con Theia
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Redazione Scienza e Tecnologia
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Un gruppo di ricerca guidato da Adeene Denton del Southwest Research Institute, in collaborazione con l'Università dell'Arizona, ha pubblicato su The Astrophysical Journal Letters uno studio che rivede i tempi della formazione lunare. Secondo le nuove simulazioni, infatti, il nostro satellite potrebbe essersi aggregato in un corpo già integro nel giro di circa cinque ore dopo il gigantesco impatto tra la Terra primordiale e il protopianeta Theia, delle dimensioni simili a Marte.
Un risultato che, se confermato, ridimensionerebbe sensibilmente le stime precedenti, che prevedevano una genesi molto più lenta attraverso l'accumulo graduale dei detriti in un disco orbitale.
Cosa cambia rispetto ai modelli precedenti
Il punto di svolta risiede nell'aver introdotto nei calcoli un fattore finora trascurato, ovvero la temperatura interna e la resistenza meccanica dei due corpi coinvolti nella collisione. Come spiega la stessa Denton, i modelli precedenti trattavano la Terra e Theia come fluidi, partendo dal presupposto che l'energia sprigionata dall'impatto fosse sufficiente a fondere e vaporizzare gran parte del materiale.
Questa semplificazione, però, secondo i ricercatori non teneva conto del fatto che i materiali geologici, come le rocce e i metalli, oppongono una resistenza alla deformazione che varia in base alla temperatura. I corpi più caldi, essendo più deboli, si deformano e si frammentano con maggiore facilità rispetto a quelli più freddi, i quali riescono a mantenere la propria integrità anche sotto sollecitazioni estreme.
Il ruolo della temperatura e della resistenza dei materiali
Per arrivare a queste conclusioni, il team ha utilizzato una versione avanzata delle simulazioni idrodinamiche a particelle smussate, sviluppata presso l'ateneo statunitense e l'Università di Berna. Questo modello tiene conto della resistenza dei materiali alla deformazione, un approccio già impiegato per studiare collisioni tra corpi più piccoli, come asteroidi e pianeti nani, ma mai applicato prima all'impatto gigante che ha originato il sistema Terra-Luna.
Variando la temperatura dei due protopianeti, gli studiosi hanno osservato scenari molto diversi tra loro: in alcuni casi si forma un disco di detriti che nel tempo si aggrega, mentre in altri, utilizzando gli stessi parametri dei modelli originali, emerge una Luna già integra nel giro di poche ore. Come evidenziato da Erik Asphaug, coautore dello studio, i risultati suggeriscono che sia giunto il momento di riconsiderare l'assunzione secondo cui i due corpi potessero essere trattati come fluidi.
Le implicazioni per la datazione dell'impatto
La scoperta non si limita a modificare le tempistiche di formazione, ma apre anche nuove prospettive sulla datazione dell'evento stesso. Poiché i protopianeti tendono a raffreddarsi con il passare del tempo, la temperatura di Theia e della Terra al momento della collisione diventa un indicatore utile per stabilire quando questa sia avvenuta. Se l'impatto si fosse verificato quando i corpi erano ancora molto caldi, ossia entro i primi 60 milioni di anni dalla formazione del Sistema Solare, Theia sarebbe stata distrutta quasi completamente e la Luna avrebbe potuto formarsi in tempi rapidissimi.
Al contrario, una collisione avvenuta più tardi, tra 100 e 150 milioni di anni dopo, con corpi ormai più freddi e quindi più resistenti, avrebbe prodotto un disco di detriti dal quale il satellite si sarebbe assemblato gradualmente. Robin Canup, planetologa di riferimento per questa teoria, ha commentato che i risultati potrebbero rivelare un legame tra le proprietà fisiche attuali della Luna, incluso il suo contenuto di sostanze volatili, e lo stato termico dei due corpi al momento dell'impatto.
Una questione ancora aperta
Resta però irrisolta una delle obiezioni di fondo alla teoria dell'impatto gigante, ovvero la sorprendente somiglianza nella composizione isotopica tra le rocce lunari e quelle terrestri. Se la Luna fosse nata dalla collisione con un corpo distinto, ci si aspetterebbe una composizione almeno in parte diversa. Una delle spiegazioni possibili, ripresa anche in questo studio, è che Theia e la proto-Terra si siano formati nella stessa regione del disco protoplanetario, mentre Marte, che presenta una composizione differente, si sarebbe originato più lontano.
Denton ha paragonato la relazione tra Terra e Marte a quella tra fratelli, mentre la coppia Terra-Luna assomiglierebbe a due gemelli non identici. Lo studio, pubblicato all'inizio di settembre, non chiude dunque il dibattito scientifico, ma aggiunge un tassello importante alla comprensione di uno degli eventi più violenti e decisivi nella storia del nostro pianeta.
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