La regione montuosa sul lato nascoato della luna, nota come "The Dark Side Of The Moon", (il lato oscuro della Luna), potrebbe essere il resto solido di una collisione con un'altra luna compagna più piccola, secondo quanto sostiene un nuovo studio condotto dagli scienziati planetari della University of California a Santa Cruz.
Le notevoli differenze tra il lato vicino e lontano della Luna sono sempre state un enigma irrisolto. Il lato a noi visibile è relativamente basso e piatto, mentre la topografia della faccia esterna è alta e montuosa, con una crosta più spessa.
Il nuovo studio, pubblicato sul numero del 4 agosto di Nature, si basa sul modello del "grande impatto" che ha originato la Luna, in cui un oggetto delle dimensioni di Marte (Theia) entró in collisione con la Terra nella storia antica del Sistema Solare, per poi espellere detriti che si fusero sotto l'azione della forza di gravità, per formare la Luna. Lo studio suggerisce che questo gigantesco impatto creó anche un altro, più piccolo corpo, che inizialmente condivideva un'orbita con la luna e che alla fine ripiegò su di essa nel lato nascosto rivestitendolo con uno strato supplementare di crosta solida alto fino a decine di chilometri.
"Il nostro modello funziona bene con i modelli della Luna che la vogliono formatasi grazie ad un impatto gigante e che prevede l'esistenza di massicci detriti lasciati in orbita intorno alla Terra.
Esso è anche in accordo con ciò che è noto circa la stabilità dinamica di un tale sistema, i tempi di raffreddamento della luna e le età delle rocce lunari", ha detto Erik Asphaug, docente di scienze della Terra e planetarie presso la UC di Santa Cruz.
Asphaug, che è coautore della carta per la UCSC e il ricercatore postdottorato Martin Jutzi, che hanno fatto simulazioni al computer della Luna formatasi dopo un impatto gigante.
Una seconda Luna compagna, è un risultato comune in tali simulazioni.
Nel nuovo studio, lui e Jutzi hanno utilizzato simulazioni al computer di un impatto tra la luna e un compagno più piccolo (circa un trentesimo della massa della Luna) per studiare la dinamica della collisione e seguire l'evoluzione e la distribuzione di materiale lunare nella sua conseguenze. In una tale collisione a bassa velocità, l'impatto non ha formato un cratere e non ha causato la fusione. Invece, la maggior parte del materiale in collisione è stato accumulato sull'emisfero colpito come uno spesso strato di nuova crosta solida, formando una regione montuosa paragonabile per estensione alla faccia esterna degli altopiani lunari.
"Naturalmente, i modelli dell'impatto che cercano di spiegare tutto con la collisioni, richiedeno una collisione strana:. Movimento in caduta lenta, che non ha formato un cratere, ma ha distribuito il materiale su un lato", ha detto Asphaug. "E' un qualcosa di nuovo a cui pensare."
Lui e Jutzi ipotizzano che la luna compagna era inizialmente intrappolata in uno dei punti gravitazionalmente stabili "punti di Troia" e condivideva l'orbita della Luna, per diventato destabilizzarsi dopo che l'orbita della luna si era estesa lontano dalla Terra.
"La collisione sarebbe potuto accadere in qualsiasi punto della luna", ha detto Jutzi. "Il corpo finale era sbilenco e si èri-orientato sul lato si affaccia sulla Terra."
Il modello può anche spiegare le variazioni nella composizione della crosta lunare, che è dominata sul lato vicino da un terreno relativamente ricco di potassio, elementi delle terre rare e fosforo (KREEP). Questi elementi, così come il torio e l'uranio, si ritiene che siano stati concentrati in un oceano di magma che è rimasto come roccia fusa solidificatasi sotto la crosta ispessita della luna.
Altri modelli sono stati proposti per spiegare la formazione degli altipiani, tra cui uno pubblicato l'anno scorso su Science da Jutzi e Asphaug e i colleghi all'Università di Santa Cruz, Ian Garrick-Bethell e Francis Nimmo. La loro analisi suggeriscono che siano state le forze di marea piuttosto che un impatto q modellare lo spessore della crosta lunare.
"Il fatto che il lato vicino della luna sembra così diverso dalla parte opposta è un enigma che esiste fin dagli albori dell'era spaziale, forse seconda solo all'origine della Luna stessa", ha detto Nimmo, professore di Scienze della Terra e Planetarie. "Uno degli aspetti eleganti dell'articolo di Erik è che unisce questi due puzzle insieme: forse la collisione gigante che ha formato la Luna ha anche scheggiato fuori alcuni corpi più piccoli, uno dei quali poi ricadde sulla Luna per provocare la dicotomia che vediamo oggi".
Per ora, ha detto, non ci sono dati sufficienti per dire quale dei modelli alternativi offre la migliore spiegazione per la dicotomia lunare. "Quando saranno ottenuti ulteriori dati spaziali e si spera, campioni lunari, diverrà chiaro quale di queste due ipotesi è più attendibile", ha detto Nimmo.
Il nuovo studio è stato sostenuto dalla geologia planetaria della NASA e del programma di Geofisica. Le simulazioni sono state eseguite sul NSF sponsorizzato dalla UC di Santa Cruz.
Traduzione a cura di Arthur McPaul
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