Il satellite naturale della Terra è un oggetto molto insolito per il sistema solare. Recentemente, gli scienziati hanno presentato una nuova teoria che spiega come la Luna sia arrivata dove si trova oggi, apportando alcuni aggiustamenti alla moderna teoria di una collisione gigante. L'autrice principale, la professoressa Sarah Stewart dell'Università della California, ha delineato la nuova teoria il 31 ottobre in un articolo sulla rivista Nature.
La Luna è relativamente grande rispetto al pianeta attorno a cui ruota. Inoltre, nella sua composizione chimica, è quasi identico alla Terra, ad eccezione di alcuni composti volatili evaporati in un lontano passato. Questo è ciò che distingue la luna da qualsiasi altro grande oggetto nel sistema solare, spiega Sarah Stewart. Sottolinea che ogni altro corpo nel sistema solare ha una composizione chimica diversa.
Tradizionalmente, la teoria dell'origine della luna, che può essere letta in qualsiasi libro di testo classico, è la seguente. Alla fine del periodo di formazione del sistema solare, iniziò la fase di "collisione gigante", quando oggetti caldi delle dimensioni di un pianeta entrarono in collisione tra loro. Un oggetto delle dimensioni di Marte ha toccato un altro oggetto spaziale, che in seguito si è evoluto nel pianeta Terra. Allo stesso tempo, parte della sostanza è stata lanciata nello spazio: da questo pezzo si è formata la Luna. Durante la collisione, la Terra ha ricevuto un aumento significativo della velocità di rotazione, a seguito del quale il pianeta ha compiuto una rivoluzione attorno al proprio asse in sole 5 ore. Nel corso dei millenni, la Luna si è allontanata dalla Terra e la velocità di rotazione del pianeta è rallentata, a seguito della quale, ormai, la giornata ha iniziato a durare per 24 ore.
Questa teoria è stata dedotta dagli scienziati durante le osservazioni dell'attuale orbita della Luna, la relazione del momento di rotazione del sistema Terra-Luna e le forze di marea tra questi due oggetti.
Tuttavia, questa teoria tradizionale non è priva di controversie e domande aperte. Uno di questi è la composizione della luna, sorprendentemente simile alla Terra. Un altro è che se la Luna si fosse formata dalla materia che ruota intorno all'equatore terrestre, la sua orbita dovrebbe ruotare rispetto all'equatore. Tuttavia, l'attuale orbita della Luna è inclinata di cinque gradi rispetto all'equatore, il che significa che qualche altra energia non presa in considerazione da questa teoria dovrebbe influenzare il movimento della Luna.
La professoressa Stewart e i suoi colleghi (Mathia Cook dell'US SETI Institute, Douglas Hamilton dell'Università del Maryland e Simon Locke dell'Università di Harvard) hanno sviluppato un modello alternativo che spiega queste incongruenze nella teoria tradizionale.
Nel 2012, Cook e Stewart hanno proposto che parte della coppia nel sistema Terra-Luna potesse essere trasferita al sistema Terra-Sole. Ciò ha provocato collisioni più vigorose all'inizio del processo di formazione planetaria.
Secondo il nuovo modello, le collisioni ad alta energia hanno prodotto una grande quantità di materia vaporizzata e fusa, da cui si sono formate la Terra e la Luna. Come risultato di questo processo, la Terra ruotava attorno al suo asse con un intervallo di due ore e l'asse di rotazione era diretto verso il Sole.
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Poiché la collisione potrebbe essere più energetica di quanto suggerisce la teoria convenzionale, il materiale della Terra e l'oggetto che si è scontrato con essa potrebbero essersi mescolati, e la Terra e la Luna erano formate dallo stesso materiale, quindi la loro composizione chimica era simile.
Poiché la velocità di rotazione rallentava a causa delle forze di marea, la Luna si è allontanata dalla Terra fino a raggiungere un punto chiamato "transizione al piano di Laplace", quando la forza dell'influenza della Terra sulla Luna è diventata inferiore alle forze gravitazionali del Sole. Ciò ha portato al fatto che parte della coppia del sistema Terra-Luna è stata trasferita al sistema Terra-Sole. Ciò non ha influenzato in modo significativo l'orbita della Terra attorno al Sole, ma ha ruotato la Terra verticalmente. A questo punto, come mostra il modello costruito dal team del professor Stewart, la Luna ruotava intorno alla Terra con un ampio angolo rispetto all'equatore.
Nel corso di diverse decine di milioni di anni, la Luna ha continuato ad allontanarsi lentamente dalla Terra fino a raggiungere il secondo punto di transizione, la transizione di Cassini, dopo di che l'angolo di inclinazione dell'orbita della Luna rispetto all'equatore terrestre è cambiato di circa cinque gradi.
La nuova teoria spiega elegantemente la composizione chimica e orbitale della Luna da una singola collisione gigante all'inizio. Non sono stati necessari ulteriori passaggi intermedi per portare avanti questo processo, afferma il professor Stewart.
