La luna, la vecina más cercana de la Tierra, se encuentra entre los cuerpos planetarios más extraños del sistema solar. Su órbita se encuentra inusualmente muy lejos de la Tierra, con una inclinación orbital sorprendentemente grande. Los científicos planetarios han luchado para reconstruir un escenario que los explique.Otras características relacionadas del sistema Tierra-Luna.
Un nuevo trabajo de investigación, basado en modelos numéricos de la formación explosiva de la luna y la evolución del sistema Tierra-luna, se acerca más a atar todos los cabos sueltos que cualquier otra explicación previa. El trabajo, publicado el 31 de octubre,Edición en línea de la revista Advance 2016 Naturaleza , sugiere que el impacto que formó la luna también causó cambios calamitosos en la rotación de la Tierra y la inclinación de su eje de giro.
La investigación sugiere que el impacto hizo que la Tierra girara mucho más rápido y con una inclinación mucho más pronunciada que en la actualidad. En los miles de millones de años transcurridos desde ese impacto, las complejas interacciones entre la Tierra, la luna y el sol han suavizado muchos de estoscambios, resultando en el sistema Tierra-Luna que vemos hoy. En este escenario, las anomalías restantes en la órbita de la luna son reliquias del pasado explosivo del sistema Tierra-Luna.
"La evidencia sugiere que un impacto gigante destruyó una gran cantidad de material que formó la luna", dijo Douglas Hamilton, profesor de astronomía en la Universidad de Maryland y coautor de la Naturaleza papel. "Este material habría formado primero un anillo de escombros, luego el anillo se habría agregado para formar la luna. Pero este escenario no funciona del todo si el eje de rotación de la Tierra estuviera inclinado en el ángulo de 23.5 grados que vemos hoy".
La física de colisión requiere que este anillo de escombros, y por lo tanto la órbita de la luna inmediatamente después de la formación, se ubique en el plano ecuatorial de la Tierra. Como las interacciones de marea entre la Tierra y la luna alejaron a la luna de la Tierra, la luna debería haberse desplazadodesde el plano ecuatorial de la Tierra hasta el plano "eclíptico", que corresponde a la órbita de la Tierra alrededor del sol.
Pero hoy, en lugar de estar en línea con el plano eclíptico, la órbita de la luna está inclinada a cinco grados de distancia.
"Esta gran inclinación es muy inusual. Hasta ahora, no ha habido una buena explicación", dijo Hamilton. "Pero podemos entenderlo si la Tierra tuvo una historia temprana más dramática de lo que sospechábamos anteriormente".
Hamilton, con la autora principal Matija Cuk del instituto SETI y sus colegas Simon Lock de la Universidad de Harvard y Sarah Stewart de la Universidad de California, Davis, probaron muchos escenarios diferentes. Pero los más exitosos involucraron un impacto de formación de luna que envióLa Tierra gira extremadamente rápido, tanto como el doble de la velocidad pronosticada por otros modelos. El impacto también derribó la inclinación de la Tierra, a entre 60 y 80 grados.
"Ya sospechábamos que la Tierra debe haber girado especialmente rápido después del impacto", dijo Cuk. "Una inclinación alta temprana para la Tierra permite que nuestro planeta pierda ese exceso de giro más fácilmente".
El modelo también sugiere que la luna recién formada comenzó muy cerca de la Tierra, pero luego se alejó, a casi 15 veces su distancia inicial. Al hacerlo, el sol comenzó a ejercer una influencia más poderosa sobre la lunaorbita.
Según los investigadores, ambos factores, una Tierra altamente inclinada y de giro rápido y una luna que migra hacia el exterior, contribuyeron a establecer la órbita extraña actual de la luna. La órbita de la luna recién nacida probablemente rastreó el ecuador de la Tierra, inclinado a una empinada 60Ángulo de -80 grados que coincide con la inclinación de la Tierra.
Un hallazgo clave de la nueva investigación es que, si la Tierra estaba inclinada más de 60 grados después de que se formó la luna, la luna no podría hacer una transición suave desde el plano ecuatorial de la Tierra al plano eclíptico. En cambio, la transición fue abrupta y se fuela luna con una gran inclinación con respecto a la eclíptica, mucho más grande de lo que se observa hoy.
"A medida que la luna se movía hacia afuera, la fuerte inclinación de la Tierra hizo una transición más caótica a medida que el sol se convirtió en una influencia más grande", dijo Cuk. "Posteriormente, y durante miles de millones de años, la inclinación de la luna decayó lentamente a los cinco gradosver hoy. Así que la inclinación de cinco grados de hoy es una reliquia y una firma de una inclinación mucho más pronunciada en el pasado ".
Hamilton reconoce que el modelo no responde todas las preguntas restantes sobre la órbita de la luna. Pero la fuerza del modelo, dice, es que ofrece un marco para responder nuevas preguntas en el futuro.
"Hay muchos caminos potenciales desde la formación de la luna hasta el sistema Tierra-Luna que vemos hoy. Hemos identificado algunos de ellos, pero seguramente habrá otras posibilidades", dijo Hamilton. "Lo que tenemos ahora esun modelo que es más probable y funciona de manera más limpia que los intentos anteriores. Creemos que esta es una mejora significativa que nos acerca a lo que realmente sucedió ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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