Hace unos 4.500 millones de años, cuando el Sistema Solar todavía era un lugar lleno de mundos en construcción, un protoplaneta llamado Theia habría chocado contra la Tierra primitiva. El impacto fue tan violento que expulsó una enorme cantidad de material al espacio.
Durante décadas, el escenario más aceptado sostuvo que aquellos restos formaron un disco alrededor de la Tierra y que la Luna fue ensamblándose dentro de él durante meses o años. Pero una nueva investigación plantea una alternativa radicalmente más rápida: bajo determinadas condiciones, el impacto podría haber producido una Luna prácticamente intacta en unas cinco horas.
La diferencia aparece al introducir un parámetro que los modelos clásicos consideraban prescindible: la resistencia física de las rocas que formaban los dos planetas.
Las simulaciones trataban los planetas como fluidos porque el impacto parecía demasiado violento para que la roca importara
Cuando dos cuerpos planetarios chocan, las presiones y temperaturas son enormes. Por eso, muchos modelos de formación lunar asumían que la resistencia mecánica del material era insignificante frente a las fuerzas involucradas y representaban la Tierra y Theia esencialmente como fluidos autogravitantes.
Ese planteamiento funciona razonablemente bien para estudiar el interior profundo, donde las presiones aplastan cualquier estructura rocosa. Sin embargo, puede perder detalles importantes en los cientos de kilómetros exteriores de Theia, donde la corteza y el manto superior todavía conservaban cierta capacidad para resistirse a la deformación.
Un equipo dirigido por Adeene Denton, del Southwest Research Institute, incorporó por primera vez una resistencia geológica dependiente de la temperatura en simulaciones de hidrodinámica de partículas suavizadas. Los resultados, publicados en The Astrophysical Journal Letters, muestran que esa resistencia modifica cómo se deforma Theia y cómo se transfiere el impulso durante la colisión.
No es un pequeño ajuste. Puede determinar si el protoplaneta queda destruido y genera un disco de escombros o si una gran parte de su material sobrevive unida y termina capturada en órbita.
En una de las simulaciones, una Luna completa apareció antes de terminar una jornada laboral
Al repetir uno de los impactos clásicos con las mismas condiciones iniciales, pero incorporando la resistencia realista de los materiales, los investigadores observaron que al cabo de aproximadamente cinco horas había emergido un cuerpo intacto y gravitacionalmente ligado a la Tierra.
Eso no significa que la Luna apareciera inmediatamente con su superficie actual. El objeto recién formado habría estado extremadamente caliente, deformado y parcialmente fundido. Todavía tendría que enfriarse, diferenciar sus capas y evolucionar orbitalmente durante millones de años.
Las cinco horas se refieren únicamente al tiempo necesario para obtener un satélite reconocible y unido después del impacto, frente al escenario en el que incontables fragmentos deben acumularse gradualmente.
La temperatura resultó decisiva, aunque la relación es más compleja que un simple “planetas fríos frente a planetas calientes”. El trabajo de Denton y sus colaboradores comparó estructuras con temperaturas superficiales aproximadas de 400, 800 y 2.000 kelvin. Dependiendo del equilibrio entre temperatura, estado sólido y resistencia, se obtenía una Luna intacta o un disco de restos.
De hecho, el estudio señala que una Theia caliente pero todavía sólida puede resistir y conservar grandes fragmentos, mientras que otras configuraciones más frías o completamente debilitadas producen respuestas mecánicas diferentes. Por tanto, no puede afirmarse simplemente que cuanto más fríos estuvieran ambos mundos, más rápido se formó la Luna.
La temperatura de Theia podría revelar cuándo ocurrió el impacto, pero el gran misterio continúa abierto
Los protoplanetas comienzan muy calientes y se enfrían con el tiempo. Conocer qué estado térmico favorece cada escenario podría ayudar a establecer si la colisión ocurrió relativamente pronto o tarde durante la formación de la Tierra.
La resistencia también podría influir en la cantidad de hierro, agua y elementos volátiles que terminaron en nuestro satélite. Eso permitiría comparar los resultados de las simulaciones con las rocas lunares recuperadas por las misiones Apolo y, en el futuro, con nuevas muestras.
Pero el modelo todavía debe resolver varias incógnitas. La Tierra y la Luna poseen composiciones isotópicas sorprendentemente parecidas, la Luna tiene un núcleo metálico pequeño y el sistema conserva una cantidad muy concreta de momento angular. Cualquier explicación definitiva debe reproducir todas esas características al mismo tiempo.
El estudio no ha demostrado que nuestra Luna naciera en cinco horas. Ha revelado algo quizá más importante: los modelos llevaban décadas eliminando una propiedad capaz de cambiar por completo el desenlace. Incluso en una colisión planetaria, la dureza de la roca puede decidir si nace un disco de escombros o aparece una Luna casi de inmediato.
