Origen de la Luna

Para ayudar a resolver estos problemas, una hipótesis publicada en 2012 postula que dos cuerpos —cada uno cinco veces más grande que Marte— colisionaron y luego volvieron a colisionar, formando un gran disco de escombros mixtos que finalmente formaron la Tierra y la Luna. ^{[ 1 ]}

Tradicionalmente se cree que la Luna se formó a partir de los restos expulsados ​​por un impacto gigante en la Tierra primitiva. Sin embargo, estos modelos tienen dificultades para explicar la similitud en la composición isotópica de las rocas terrestres y lunares, así como el momento angular del sistema, y ​​los detalles de los posibles escenarios de impacto son objeto de intenso debate. Un estudio publicado en 2022, que supera un umbral de alta resolución para simulaciones, revela que los impactos gigantes pueden colocar inmediatamente un satélite con una masa y un contenido de hierro similares a los de la Luna en una órbita muy alejada del límite de Roche de la Tierra . Incluso los satélites que inicialmente pasan dentro del límite de Roche pueden sobrevivir de forma fiable y predecible, al ser parcialmente despojados y luego impulsados ​​hacia órbitas más amplias y estables. Además, las capas exteriores de estos satélites formados directamente se encuentran fundidas sobre interiores más fríos y están compuestas por aproximadamente un 60 % de material proto-terrestre. Esto podría mitigar la discrepancia entre la composición isotópica de la Luna, similar a la de la Tierra, y la diferente firma isotópica esperada para el impactor. La formación inmediata abre nuevas opciones para la órbita y evolución temprana de la Luna, incluyendo la posibilidad de una órbita muy inclinada para explicar la inclinación lunar, y ofrece un escenario más simple de una sola etapa para el origen de la Luna. ^{[ 15 ]}

En 2004, el astrofísico ruso Nikolai Gorkavyi propuso un modelo novedoso titulado modelo de múltiples impactos de asteroides grandes, ^{[ 16 ] [ 17 ]} que encontró apoyo de un notable grupo de astrónomos rusos en 2013 ^{[ 18 ]} y más tarde, en 2017, por investigadores planetarios del Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot , Israel. ^{[ 19 ]} En términos generales, la idea principal del modelo sugiere que la Luna se formó como resultado de una violenta lluvia de asteroides grandes (1–100  km) que golpearon repetidamente a la joven Tierra durante millones de años. Esta serie de impactos más pequeños, que probablemente fueron más comunes en el Sistema Solar primitivo, podrían lanzar suficientes escombros rocosos de la Tierra a la órbita para formar un disco protosatélite que luego se convierte en una pequeña luna. ^{[ 17 ] [ 19 ]} A medida que los impactos repetidos creaban más bolas de escombros, las lunas podrían fusionarse con el tiempo en una luna grande. ^{[ 17 ] [ 19 ]}

En 2018, investigadores de Harvard y UC Davis desarrollaron modelos informáticos que demostraban que un posible resultado de una colisión planetaria es la creación de una sinestia , una masa de roca y metal vaporizados que forma un disco bicóncavo que se extiende más allá de la órbita lunar. La sinestia eventualmente se contraerá y enfriará para acumular el satélite y reformar el planeta impactado. ^{[ 20 ]}

Luna - Oceanus Procellarum ("Océano de tormentas")

Antiguos valles de rift : estructura rectangular (visible: topografía, gradientes de gravedad GRAIL ) (1 de octubre de 2014)

Valles de rift antiguos : contexto

Valles de rift antiguos – primer plano (concepto artístico)

Esta hipótesis afirma que la Luna fue capturada por la Tierra. ^{[ 22 ]} Este modelo fue popular hasta la década de 1980, y algunos puntos a su favor son el tamaño de la Luna, su órbita y el acoplamiento de mareas. ^{[ 22 ]}

Un problema es comprender el mecanismo de captura. ^{[ 22 ]} Un encuentro cercano de dos cuerpos planetarios suele resultar en una colisión o en trayectorias alteradas. Para que esta hipótesis funcione, podría haber existido una gran atmósfera alrededor de la Tierra primitiva, que ralentizaría el movimiento de la Luna mediante aerofrenado antes de que pudiera escapar. La hipótesis también podría explicar las órbitas irregulares de los satélites Júpiter y Saturno . ^{[ 23 ]} Sin embargo, esta hipótesis no explica adecuadamente las proporciones de isótopos de oxígeno prácticamente idénticas de ambos cuerpos. ^{[ 4 ]}

Esta es la hipótesis, ahora desacreditada, de que una Tierra antigua que giraba rápidamente expulsó un fragmento de su masa. ^{[ 22 ] [ 24 ]} Esta fue propuesta por primera vez por George Darwin (hijo del famoso biólogo Charles Darwin ) en 1879 ^{[ 25 ]} y mantuvo cierta popularidad hasta el programa Apolo. ^{[ 22 ]} El geólogo austriaco Otto Ampferer también sugirió en 1925 que la emergencia de la Luna fue la causa de la deriva continental . ^{[ 26 ]}

Se propuso que el océano Pacífico representaba la cicatriz de este evento. ^{[ 22 ]} Hoy se sabe que la corteza oceánica que conforma esta cuenca oceánica es relativamente joven, de unos 200  millones de años o menos, mientras que la Luna es mucho más antigua. La Luna no está compuesta de corteza oceánica, sino de material del manto, que se originó dentro de la proto-Tierra en el Precámbrico. ^{[ 7 ]}

La hipótesis de acreción sugiere que la Tierra y la Luna se formaron juntas como un sistema doble a partir del disco de acreción primordial del Sistema Solar ^{[ 27 ]} o incluso de un agujero negro . ^{[ 28 ]} El problema con esta hipótesis es que no explica el momento angular del sistema Tierra-Luna ni por qué la Luna tiene un núcleo de hierro relativamente pequeño en comparación con la Tierra (25% de su radio en comparación con el 50% de la Tierra). ^{[ 27 ]}

Una hipótesis alternativa más radical, publicada en 1997 por el científico ruso Vladimir Anisichkin: "La Luna podría haberse formado como resultado de la explosión de la proto-Tierra" propone que la Luna pudo haberse formado a partir de la explosión nuclear de actínidos ubicados en el núcleo interno sólido de la Tierra. Los científicos holandeses Rob de Meijer y Wim van Westrenen sugirieron en 2010 que la Luna pudo haberse formado a partir de una explosión nuclear causada por la fuerza centrífuga de una proto-Tierra anterior en rotación. La fuerza centrífuga habría concentrado elementos pesados ​​como el torio y el uranio en el plano ecuatorial y en el límite entre el núcleo externo de la Tierra y el manto . Si las concentraciones de estos elementos radiactivos fueron lo suficientemente altas, esto podría haber llevado a una reacción en cadena nuclear que se volvió supercrítica, causando una explosión nuclear que expulsó a la Luna a la órbita. ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} Este reactor de fisión nuclear natural se ha observado en la Tierra a una escala mucho menor. La hipótesis de fisión puede explicar adecuadamente las similitudes y diferencias en las composiciones elementales e isotópicas de la Tierra y la Luna.

En 2011, se teorizó que existió una segunda luna  hace 4.500 millones de años, y que posteriormente tuvo un impacto con la Luna , como parte del proceso de acreción en la formación de la Luna. ^{[ 33 ]}

Una hipótesis, presentada solo como una posibilidad, era que la Tierra capturó la Luna de Venus . ^{[ 34 ]}

La datación por uranio-plomo de fragmentos de circón del Apolo 14 muestra que la edad de la Luna es de alrededor de 4.530 millones de años. ^{[ 35 ] [ 36 ]} 

Un equipo de investigadores del instrumento de radiofrecuencia en miniatura (Mini-RF) a bordo de la nave espacial Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA concluyó que el subsuelo de la Luna podría ser más rico en metales, como hierro y titanio, de lo que los científicos creían. ^{[ 37 ]}

En julio de 2020, los científicos informaron que la Luna se formó hace 4.425 ±0.025 mil millones de años, aproximadamente 85 millones de años más tarde de lo que se pensaba, y que albergó un océano de magma durante un período considerablemente más largo de lo que se creía anteriormente (durante ~200 millones de años). ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}

El 1 de noviembre de 2023, los científicos informaron que, según simulaciones por computadora, los restos de un protoplaneta llamado Theia podrían estar dentro de la Tierra, remanentes de una colisión con la Tierra en tiempos antiguos, y que posteriormente se convirtió en la Luna. ^{[ 41 ] [ 42 ]}