Nuova teoria sulla nascita della luna

Negli ultimi anni si sono avvalorate numerose teorie sulla nascita del nostro satellite naturale. Sebbene sia da quasi tutta la comunità scientifica e da molti anni avvalorata la tesi della nascita della luna da parte di un impatto di un corpo celeste sulla terra, ulteriori studi sulla stabilità di sistemi dinamici attorno ai punti lagrangiani ha portato ad una teoria curiosa e, ultimamente, da molti presa come interessante e anche possibile. La teoria attuale si basa sulla possibilità di un impatto di un corpo celeste, delle dimensioni di Marte, sulla terra, che ha quindi causato un agglomerato di detriti poveri di ferro, formatisi dallo sgretolamento dell’impattatore, che ha poi formato il nostro satellite.

Perchè avvenne l’impatto?
Delle analisi sugli isotopi di numerosi elementi chimici sulla luna e sulla terra hanno portato alla teoria che l’impattatore orbitasse a circa 1 unità astronomica (quindi dalla stessa distanza dal sole della terra!) e che l’impatto avvenne con un approaching a velocità nulla, su una traiettoria parabolica. Le teorie di matematici e fisici moderni (Hartmann 1975, Davis 1975, Cameron 1976, Ward 1976, Belbruno 2005, Gott 2005) fanno l’ipotesi della formazione di un agglomerato massivo al punto lagrangiano L4 (o L5) del sistema Terra-Sole, che è ad una distanza di 1 AU dal Sole, secondo una configurazione stabile (la stabilità di punti lagrangiani dipende dalle masse dei due primari in un modello a tre corpi ristretto): le successive attrazioni gravitazionali agenti come perturbazioni sul protopianeta in L4 avrebbero quindi portato il medesimo in una traiettoria instabile e caotica di tipo parabolico, fino ad un impatto con la terra.

Supporto a questa teoria
Numerose riflessioni hanno portato supporto ai modelli numerici che hanno tentato, non senza numerose assunzioni, di provare questa teoria. Tra le altre cose:

  1. Si spiegherebbe la mancanza di un nucleo roccioso nella Luna: infatti si sarebbe formata dai detriti superficiali del pianeta impattante, povere di ferro. Le simulazioni numeriche hanno provato che il nucleo del pianeta impattante si sarebbe poi inglobato in quello terrestre, per precipitazione e sedimentazione successiva.
  2. Si spiegherebbe la densità della luna, minore di quella terrestre (3.3 g/cm3 e 5.5 g/cm3), per la mancanza di grandi quantità di ferro come nel nostro pianeta.
  3. Si spiegherebbe il motivo per cui Terra e Luna hanno la stessa abbondanza di un particolare isotopo dell’ossigeno: infatti sia la terra sia l’impattatore sarebbero stati ad 1 AU dal sole. Si deve notare che la teoria qui proposta è l’unica in grado di dimostrare il paradosso della differenza di presenza di ferro e l’omogeneità del medesimo isotopo di ossigeno.
  4. Si spiegherebbe il motivo per cui molti pianeti del sistema solare non hanno satelliti di grandi dimensioni (comparati al pianeta madre) come nel caso della Terra e della Luna. Solo eventi casuali e inusuali avrebbero portato a queste conseguenze.
  5. Si nota inoltre che le teorie di formazione della luna per moto di spin della Terra, ossia di espulsione di materiale del mantello e conseguente formazione, non hanno delle basi in termini di momento angolare e energia cinetica della Terra stessa.

Link
Un’interessante e complesso studio, ma chiaro nelle sue parti essenziali, è fornito dal lavoro di Belbruno e Gott (2005)
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0405/0405372v2.pdf

Riguardo alla caratteristica litosfera a placche della Terra che non ha eguaili su altri pianeti ?: si è formata durante il raffreddamento od è dovuta anchessa allo scontro col corpo impattatore?

editato: per un refuso ho digitato un punto interrogativo invece dei due punti.

Suppongo che si sia originata per via della rottura della crosta in più zone e su più linee a causa degli elevati gradienti di pressione dovuti alle instabilità del mantello sottostante e quindi alle attività sismica e vulcanica, molto intense all’epoca della formazione. Non saprei il motivo dell’unicità di questa conformazione e non saprei dire se effettivamente esiste questa unicità. Sicuramente non ipotizzerei una formazione delle faglie per via di un’impatto perchè ormai è appurata la loro formazione nel corso dei millenni, senza quindi una causa scatenante di natura impulsiva come un impatto.

Un’ulteriore studio portato avanti dall’Istituto federale di tecnologia di Zurigo (Svizzera) ha formulato delle ipotesi antitetiche rispetto a quelle presentate in questo post e scaturite dai lavori di studiosi (non per ultimi, Belbruno/Gott). La nuova teoria si basa sulla valutazione di un isotopo del Tungsteno 182 rinvenuto in una roccia lunare: quest’ultimo sarebbe prodotto dal decadimento di Afnio 182 e Tantalio 182, ossia dal bombardamento dei raggi cosmici gamma che avrebbero permesso la formazione del tungsteno. Da questi studi parrebbe che la Luna fosse formata dal medesimo materiale originale da cui si è formata la Terra 4,567 miliardi di anni fa. La notizia è stata anche riportata dai quotidiani, come il Corriere (Caprara). Sinceramente sono perplesso che la sola presenza di un isotopo possa fare ipotizzare una diversa origine del nostro satellite, anche perchè non credo ci siano connessioni tra questa considerazione e le nuove ipotesi…

Rimpinguo pure io le perplessità sul tungsteno 182. Si può spiegare bene la presenza dell’isotopo su un orbita ben precisa (mi viene difficile ammessere la sua presenza a chiazze con l’assenza di una massa catalizzatrice). Il corpo se cosi fosse, progenitrice della luna condivideva (dalle simulazioni matematiche) la stessa orbita della Terra.

Grazie AJ per questa preziosa segnalazione.

Tutto questo fa comprendere come, nonostante i secoli di osservazione, le molte missioni automatiche e le 6 missioni abitate, del nostro satellite naturale (ossia il corpo celeste più vicino a noi) non sappiamo in definitiva ancora (quasi) nulla, o almeno non abbiamo ancora una teoria consolidata sulla sua formazione.

Ricordo di aver letto, in parecchi documenti pre-Apollo, di come la comunità scientifica fosse unanimamente convinta che le missioni abitate sulla Luna avessero almeno svelato il mistero sulla sua origine.
Così non è stato e sono personalmente convinto che il nostro satellite non ha ancora finito di riservarci delle sorprese (sopratutto nel sottosuolo).

Ottimo, abbondante, autorevole.
Grazie di cuore AJ, lettura interessantissima!

la mia “formazione” è di carattere antropologico, e offre tantissimi collegamenti all’astronomia o a temi come la formazione dei pianeti, degli universi, anche dei satelliti; sono molto contenta di vedere che, anche se con modalità diverse, uno degli utlimi testi che ho studiato in proposito, “testimonia” la formazione della luna come un distacco di materia dalla struttura della terra così come alcuni scienziati oggi affermano. alcuni testi antichi (sinceramente ora non mi ricordo quali) parlano di “cielo basso”, quando cioè la luna gravitava a bassissima quota sopra alla terra essendo “in viaggio” verso la sua destinazione satellite. da qui nacquero simboli differenziati ancora vividi in alcune culture, oltre alla letteratura a essi correlata. per esempio, il simbolo di iside può far superficialmente pensare alla testa di un toro (un cerchietto con soopra le corna), mentre simboleggia la terra in parte ancora unita alla falce di luna che se ne sta separando. in altre culture questa separazione è rappresentata da due cerchi sovrapposti per metà dell’area.

(non posso non sottolineare la corrispondenza micro-macro cosmo: anche l’ovulo fecondato, con intenzioni di formazione di satellite separato dalla cellula “madre”, inizia il processo di formazione del feto con una divisione in due della morula iniziale…)

Ipotizzo:
Le placche sono ancora in movimento grazie agli effetti mareali del sistema Terra-Luna.
In un lontano passato la Luna era molto più vicina alla Terra di ora e perciò tali effetti erano molto più accentuati.
Se il corpo impattatore ha colpito la Terra quando la litosfera non era raffreddata o almeno non aveva lo spessore attuale, si potrebbe ipotizzare anche che quello che osserviamo oggi sia un effetto dell’impatto.
Gli effetti mareali del nuovo corpo lunare avrebbero mantenuto in movimento le placche impedendo che si risaldassero.

Ottima discussione, molto interessante e molto curata.
…capito un casso…ma bello lo stesso… :smiley:

A parte le battute, vergognandomi come un maiale, posso fare una domanda forse molto stupida?
…perche’ i pianeti sono tutti tondi? voglio dire, possibile che non ce ne sia uno ovale, quadrato, uno schiacciato al centro tipo farfalla? Quale spiegazione fisica viene data a questa cosa?
Grassie.

Ci sono pianeti “ovali”, per esempio Giove e Saturno. In generale, corpi celesti più piccoli di circa 500 km, per esempio molti asteroidi, possono mantenere una forma irregolare. Per dimensioni più grandi la forza di gravità tende a fare assumere una forma sferoidale.

Paolo Amoroso

Quoto il buon Paolo Amoroso per la risposta. Inoltre sottolineo che nessuna domanda è stupida, anzi !!! Chi non fa domande non si vuole mettere in discussione o si sente depositario della verità! :stuck_out_tongue_winking_eye:

Ciao supersimpatico, nessuna domanda è stupida! Credi che nasciamo imparati; per esempio io solo ieri ho finalmente capito i moti di precessione.

La totalità dei pianeti è approssimativamente sferica perchè ad un certo punto durante la sua formazione per fagogitazione di detriti e materiale vario si è superato una certa massa critica tale che la gravità del protopianeta ha superato le forse di coesione dei materiali di cui esso stesso era formato.

Cosicche gli asteroidi sono agglomerati di sassi sono tenuti assieme più dall’attritio che dalla gravita quasi inesistente.

Encelado una luna di Saturno è una palla sferica di soli 500 km, formata quasi esclusivamente di ghiaccio d’acqua. Per AmorosoLa gravità non è elevatissima ma è stata sufficente perchè l’acqua è per sua natura poco coesiva.

2003 EL61 un corpo della cinghia di Kuiper invece curiosamente è un ovale. Molto probabilmente formata anchesso da ghiaccio d’acqua nelle prime fasi della sua formazione doveva ruotare molto velocemente attorno al suo asse. Provocando un rigonfiamento all’equatore e subito un “repentino” raffreddamento è rimasto congelato in questa strana forma.

Su wikipedia digitando i termini pianeta, pianeta nano e fascia di Kuiper puoi trovare qualcosa di molto interessante.

Grazie ragazzi per le risposte.
Riguardo all’essere “imparati”, mi consola il fatto che anche una scienziata della fama di Margherita Hack, potesse avere dei dubbi o lacune su certi argomenti abbastanza semplici;
In questi giorni sto leggendo il suo libro “L’amica delle stelle”. In un capitolo racconta che, dopo essersi laureata da un bel po’, partecipo’ ad un concorso per alcuni posti di aiuto astronomo. L’esame consisteva in una sola “interrogazione” orale e Margherita racconta senza nessun problema, che rispose a tutte le domanda dei docenti, tranne ad un ultima in cui le si chiedeva:“perche’ la luna ci mostra sempre la stessa faccia?”. Molto candidamente spiega che in effetti e’ una cosa che sanno tutti, ma fino ad allora non si era mai posta questo quesito, perche’ era troppo presa da altri argomenti e studi. Sapeva tutto sul colore delle stelle, sulle radiazioni che emettevano ecc. ecc., ma fu colta in fallo su un argomento pressoche’ banale. Sta di fatto che i posti da coprire erano 8 e lei si classifico’ nona, a causa di questa cosa!
Scusate se sto andando un po’ OT rispetto all’argomento principale, ma mi sembrava una cosa curiosa.
Ciao a tutti, Roby.