Las notables diferencias entre la cara visible y oculta de la Luna han sido un misterio desde hace mucho tiempo. La cara visible es relativamente baja y plana, mientras que la topografía de la cara oculta es alta y montañosa, con una corteza más gruesa. El nuevo estudio, publicado el 4 de agosto, en la edición Naturaleza , se basa en el "impacto gigante", un modelo para el origen de la Luna, en el que un objeto del tamaño de Marte colisionó con la Tierra en la historia temprana del Sistema Solar y expulsó los desechos que se unieron para formar la Luna. El estudio sugiere que este gigantesco impacto también creó otro cuerpo, más pequeño, en un principio compartiendo una órbita con la Luna, que finalmente cayó sobre la luna y en un lado la cubrió con una capa adicional de decenas de corteza sólida de kilómetros de espesor.
"Nuestro modelo funciona bien con los modelos de un gran impacto que formó la Luna, que predicen que debería haber masivos fragmentos esparcidos en órbita alrededor de la Tierra, además de la propia Luna. Esto está de acuerdo con lo que se conoce acerca de la estabilidad dinámica de este sistema, el momento del enfriamiento de la Luna, y las edades de las rocas lunares ", dijo Erik Asphaug, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California Santa Cruz.
Asphaug, coautor del trabajo con UCSC investigador postdoctoral Martin Jutzi, ya ha realizado simulaciones por ordenador del gran impacto que formó la Luna. Dijo que las lunas compañeras son un resultado común de tales simulaciones.
En el nuevo estudio, él y Jutzi usaron simulaciones por ordenador de un impacto entre la luna y una compañera más pequeña (alrededor de una trigésima parte de la masa de la Luna) para estudiar la dinámica de la colisión y el seguimiento de la evolución y distribución de material lunar y sus consecuencias. En una colisión a baja velocidad, el impacto no forma un cráter y no causa de mucha fusión. En cambio, la mayoría de los materiales que chocan se amontonan en el hemisferio afectado, con una nueva gruesa capa de corteza sólida, formando una región montañosa comparable en extensión a las tierras altas lunares de la cara oculta.
"Por supuesto, los modeladores de impacto tratan de explicar que todo con colisiones En este caso, se requiere un impacto extraño: Que sea lento, no forme un cráter, pero el material se acumule en una cara", dijo Asphaug. "Esto es algo nuevo para pensar."
Él y Jutzi tienen la hipótesis de que la luna compañera estaba atrapada inicialmente en uno de los "puntos de Troya" gravitacionalmente estable compartiendo la órbita de la Luna, y provocó su desestabilización después de que la órbita de la Luna se había extendido lejos de la Tierra. "La colisión podría haber ocurrido en cualquier lugar de la Luna", dijo Jutzi. "Al final, el cuerpo se desequilibró y se reorientó de manera que un lado mirara a la Tierra."
El modelo también podría explicar las variaciones en la composición de la corteza de la Luna, que está dominada en la cara visible por terreno relativamente rico en potasio, elementos raros de la tierra, y el fósforo (KREEP). Estos elementos, así como el uranio y el torio, se cree que se han concentrado en el océano de un magma que se mantuvo como la roca fundida que se solidificó bajo la corteza provocando un engrosamiento de la Luna. En las simulaciones, la colisión aplasta a esta capa de KREEP, rica en el hemisferio opuesto, el escenario para la geología ahora se ve en la cara visible de la Luna.
Otros modelos han sido propuestos para explicar la formación de las montañas, entre ellos uno publicado el año pasado en Science por Jutzi y sus colegas Asphaug en la UC Santa Cruz, Ian Garrick-Bethell y Nimmo Francisco. Su análisis sugiere que las fuerzas de marea, más que un impacto, fueron las responsables de la configuración del grosor de la corteza de la Luna.
"El hecho de que la cara visible de la Luna sea tan diferente del otro lado ha sido un enigma desde los albores de la era espacial, tal vez sólo superado por el origen de la misma Luna", dijo Nimmo, profesor de la Tierra y Ciencias planetarias. "Uno de los aspectos elegantes del artículo, es que Erik, une estos dos rompecabezas: tal vez la colisión gigante formó la Luna , pero también la resquebrajó en algunos cuerpos más pequeños, uno de los cuales más tarde cayó de nuevo a la Luna y causó de las diferencias que vemos hoy . "
Por ahora, dijo, no hay suficientes datos para decir cuál de los modelos alternativos ofrece la mejor explicación para la dualidad lunar. "A medida que nos lleguen más datos espaciales (y, con suerte, muestras lunares) aclararemos cual de estas dos hipótesis es más correcta", dijo Nimmo.
