La luna potrebbe essere nata a seguito della collisione di un embrione spinoso della Terra e un piccolo oggetto delle dimensioni di Marte, che si è completamente sciolto quando si è scontrato con il nostro pianeta e le cui rocce sono ancora contenute nelle viscere della Terra.
La luna moderna si è formata a seguito di una forte collisione frontale tra la Terra e Theia, presumibilmente il progenitore del satellite del nostro pianeta, avvenuta circa 100 milioni di anni dopo la nascita della Terra, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Science.
Negli ultimi 30 anni, è stato generalmente accettato che la Luna si sia formata a seguito della collisione di Theia, un corpo protoplanetario, con l '"embrione" della Terra. La collisione portò al rilascio nello spazio della materia di Theia e della proto-Terra, da questa materia si formò la Luna. La teoria di una collisione di una proto-terra con un grande corpo celeste spiega bene la massa della Luna, il basso contenuto di ferro su di essa e altri parametri.
Tuttavia, in una tale collisione, una parte significativa del materiale che compone la luna dovrebbe provenire dall'ipotetica Theia. Nella sua composizione, avrebbe dovuto essere diverso dalla Terra, poiché la maggior parte dei corpi celesti della regione interna del sistema solare, che comprende i pianeti terrestri e gli asteroidi, differiscono da esso. Ma in realtà, la composizione della Terra e della Luna è molto simile, fino alla stessa proporzione di isotopi di molti metalli e altri elementi.
Edward Young dell'Università della California a Los Angeles (USA) e i suoi colleghi hanno trovato una spiegazione per questa insolita coincidenza della composizione della Terra e della Luna confrontando le frazioni di isotopi "pesanti" dell'ossigeno e analizzando possibili scenari e circostanze della nascita di un satellite del nostro pianeta.
Come notato dal gruppo di Young, oggi la maggior parte degli scienziati crede che Theia abbia toccato solo leggermente la Terra durante un "incidente cosmico", colpendola con un ampio angolo e non schiantandosi contro il nostro pianeta ad alta velocità. Uno scenario come questo è necessario per spiegare perché le rocce lunari sono a basso contenuto di ferro e perché la luna si sta ritirando piuttosto che più vicino alla Terra, come fanno Phobos e Marte.
D'altra parte, un tale scenario ha un problema: in questo caso, le proporzioni degli isotopi dell'ossigeno e di un numero di altre sostanze saranno disuguali, il che contraddice i dati dell'analisi dei campioni di suolo raccolti dagli astronauti dell'Apollo. Relativamente di recente, nel 2014, sembrava essere stata trovata una via d'uscita da questo problema. I chimici tedeschi hanno scoperto che il rapporto tra i due isotopi "pesanti" dell'ossigeno (17 e 18) e l'ossigeno "normale" 16 in essi è leggermente, ma diverso - 12 parti per milione.
Young ei suoi colleghi hanno ricontrollato queste misurazioni con uno spettrometro di massa ultrapreciso utilizzando campioni portati sulla terra dagli Apollo-12, 15 e 17, nonché alcune delle rocce più antiche della terra.
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Questa volta l'analisi geochimica ha mostrato che le frazioni degli isotopi dell'ossigeno nelle rocce terrestri e lunari erano esattamente le stesse, differendo, nel peggiore dei casi, solo di un decimillesimo di percento, che infatti, data l'inesattezza degli strumenti, è zero.
Ciò ha sollevato la questione di come la Luna sia entrata nella sua orbita e come si sia formata in generale. Date le proporzioni uguali di isotopi, che indicano la comunanza delle rocce della Terra e del suo satellite, la collisione tra la Terra e Theia, secondo Young, è stata frontale.
Secondo lui, il nostro pianeta e l'embrione della Luna si sono scontrati ad angolo retto ad una velocità molto elevata, a seguito della quale Theia ha "bucato" la crosta terrestre, si è completamente sciolta e si è fusa con le rocce del nostro pianeta. Una parte di questa fusione fu lanciata nello spazio, dove gradualmente si "raccolse" nella luna.
Questa teoria, ammette Young, non è stata inventata da lui, ma dagli astronomi dell'Istituto per la ricerca di civiltà extraterrestri, i quali suggerirono che la luna fosse nata in una collisione frontale di una proto-terra in rapida rotazione, simile nella forma a una "yula" e un corpo celeste delle dimensioni di Marte. I dati sugli isotopi ottenuti dal gruppo di Young hanno confermato questa teoria del 2012, concludono gli scienziati.
