Agencias/Ciudad de México.- Frente a la teoría de la gran colisión contra la Tierra, un nuevo estudio sostiene que la Luna fue capturada en un encuentro entre una Tierra joven y un binario formado por la Luna y otro objeto rocoso.
En seis misiones a la Luna, entre 1969 y 1972, los astronautas del Apolo recogieron más de 360 kilos de roca y suelo lunares. El análisis químico e isotópico de ese material demostró que era similar a la roca y el suelo de la Tierra: rico en calcio, basáltico y datado de unos 60 millones de años después de la formación del sistema solar.
Utilizando esos datos, los científicos planetarios que se reunieron en la Conferencia de Kona en Hawai en 1984 llegaron al consenso de que la Luna se formó a partir de escombros después de una colisión en la joven Tierra.
Pero esa podría no ser la verdadera historia del origen de la Luna, según dos investigadores de Penn State. Una nueva investigación publicada en The Planetary Science Journal por Darren Williams, profesor de astronomía y astrofísica en Penn State Behrend, y Michael Zugger, ingeniero de investigación sénior en el Laboratorio de Investigación Aplicada de Penn State, ofrece otra posibilidad: el encuentro con un binario rocoso.
“La Conferencia de Kona sentó las bases para 40 años”, dijo Williams. Pero aún quedaban preguntas. Por ejemplo, una luna que se forma a partir de una colisión planetaria, tomando forma a medida que los escombros se agrupan en un anillo, debería orbitar sobre el ecuador del planeta. La luna de la Tierra orbita en un plano diferente. “La luna está más en línea con el sol que con el ecuador de la Tierra”, dijo Williams.
En la teoría alternativa de captura de intercambio binario, dijeron los investigadores, la gravedad de la Tierra separó el binario, atrapando uno de los objetos -la luna- y convirtiéndolo en un satélite que orbita en su plano actual.
Hay evidencia de que esto sucede en otras partes del sistema solar, dijo Williams, señalando a Tritón, la mayor de las lunas de Neptuno. La hipótesis reinante en el campo es que Tritón fue atraído a la órbita desde el Cinturón de Kuiper, donde se cree que 1 de cada 10 objetos es un binario.
Tritón orbita alrededor de Neptuno en una órbita retrógrada, moviéndose en la dirección opuesta a la rotación del planeta. Su órbita también está significativamente inclinada, en un ángulo de 67 grados con respecto al ecuador de Neptuno.
Forming Massive Terrestrial Satellites through Binary-Exchange Capture. Darren M. Williams et. al. https://t.co/08diN4L5w6 pic.twitter.com/Har31ubFj8
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Williams y Zugger determinaron que la Tierra podría haber capturado un satélite incluso más grande que la Luna (un objeto del tamaño de Mercurio o incluso Marte), pero la órbita resultante podría no haber sido estable.
El problema es que la órbita de “captura” (la que sigue la Luna) comenzó como una elipse alargada, en lugar de un círculo. Con el tiempo, influenciada por las mareas extremas, la forma de la órbita cambió.
“Hoy, la marea terrestre está por delante de la Luna”, dijo Williams. “La marea alta acelera la órbita. Le da un pulso, un poco de impulso. Con el tiempo, la Luna se aleja un poco más”.
El efecto se invierte si la Luna está más cerca de la Tierra, como habría estado inmediatamente después de la captura. Al calcular los cambios de marea y el tamaño y la forma de la órbita, los investigadores determinaron que la órbita elíptica inicial de la Luna se contrajo en una escala de tiempo de miles de años.
La órbita también se volvió más circular, redondeando su trayectoria hasta que el giro lunar se bloqueó en su órbita alrededor de la Tierra, como es hoy. En ese punto, dijo Williams, la evolución de las mareas probablemente se invirtió, y la Luna comenzó a alejarse gradualmente.
Cada año, dijo, la Luna se aleja 3 centímetros de la Tierra. A su distancia actual de la Tierra -384.000 kilómetros- la Luna ahora siente un tirón significativo de la gravedad del Sol.
“La Luna está ahora tan lejos que tanto el Sol como la Tierra compiten por su atención”, dijo Williams. “Ambos tiran de ella”.
Sus cálculos muestran que, matemáticamente, un satélite capturado por intercambio binario podría comportarse como lo hace la Luna de la Tierra. Pero no está seguro de que así sea como se formó la Luna.
“Nadie sabe cómo se formó la Luna”, dijo. “Durante las últimas cuatro décadas, sólo teníamos una posibilidad de cómo llegó hasta allí. Ahora, tenemos dos. Esto abre un tesoro de nuevas preguntas y oportunidades para estudios posteriores”.
Científicos de la NASA han calculado que la Tierra capturará temporalmente una “segunda luna”..
Earth will capture 'second moon' this weekend https://t.co/wrTWOqkAhK pic.twitter.com/eAtNiVTfcX
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La “miniluna” es el diminuto asteroide 2024 PT5, de unos 10 metros de largo, que normalmente orbita alrededor del Sol como parte de un pequeño cinturón de asteroides que sigue a la Tierra, y que durante un par de meses va a quedar en la órbita de atracción de nuestro planeta.
“Según los últimos datos disponibles del sistema Jet Propulsion Laboratory Horizons de la NASA, la captura temporal comenzará a 19.54 UTC y finalizará a las 15.43 UTC del 25 de noviembre”, dijo a Space.com el experto en eventos de minilunas y profesor de la Universidad Complutense de Madrid Carlos de la Fuente Marcos.
“El objeto que nos va a visitar pertenece al cinturón de asteroides de Arjuna, un cinturón de asteroides secundario formado por rocas espaciales que siguen órbitas muy similares a la de la Tierra a una distancia media del Sol de unos 150 millones de kilómetros”, dijo Marcos. “Los objetos del cinturón de asteroides de Arjuna forman parte de la población de asteroides y cometas de objetos cercanos a la Tierra”.
Estos eventos de captura gravitacional son en realidad bastante comunes. “Algunos objetos del cinturón de asteroides de Arjuna pueden acercarse a la Tierra a una distancia cercana de unos 4,5 millones de kilómetros y a una velocidad relativamente baja de menos de 3.540 km/h”, explicó Marcos.
“El asteroide 2024 PT5 no describirá una órbita completa alrededor de la Tierra. Se podría decir que si un verdadero satélite es como un cliente que compra productos dentro de una tienda, los objetos como 2024 PT5 solo miran el escaparate“, añadió.
Han examinado el concepto de intercambio binario sin colisiones para capturar satélites masivos (comparables y mayores que la Luna) alrededor de objetos de masa terrestre, ya sea dentro o fuera del sistema solar. Utilizamos una aproximación analítica para describir la física de la interacción y establecer límites a las masas que pueden ser capturadas. La captura mediante intercambio binario favorece a los sistemas binarios de baja masa (en relación con el tamaño del planeta) que viajan a una velocidad relativa pequeña y rotan en la misma dirección que su momento angular alrededor del planeta.
Luego se aplica un modelo de mareas a una “Tierra” con un satélite de masa lunar en una órbita posterior a la captura con una excentricidad significativa. La contracción y circularización de la órbita son posibles si el satélite experimenta una rápida amortiguación de mareas, lo que conduce a una estabilidad orbital a largo plazo, como es el caso de la Tierra y la Luna. Concluimos que la captura mediante intercambio binario es un proceso viable para formar satélites grandes en las regiones internas de los sistemas planetarios de tipo solar.
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