La Luna potrebbe essere nata in appena cinque ore dopo il grande impatto

Ancora oggi non abbiamo certezze su come sia nata la Luna. Esistono più ipotesi, alcune più accreditate di altre, ma uno scenario definitivo e universalmente accettato della sua nascita non esiste.

Sono numerosi i team di ricercatori che si occupano di questo argomento e gli scenari che vengono fuori, come nel presente caso, a volte sono del tutto inaspettati.

Nuove simulazioni numeriche mostrano che in determinate condizioni, a seguito di un impatto gigante, un corpo delle dimensioni della Luna si sarebbe potuto formare già entro circa cinque ore dall’impatto.

Questo risultato è stato possibile grazie alla disponibilità di computer più potenti, ma anche all’introduzione nei modelli di un nuovo ingrediente, la resistenza meccanica, cioè la capacità delle rocce di resistere alla deformazione.

Il grande impatto: cosa mancava nelle simulazioni precedenti

L’ipotesi del grande impatto rimane uno dei modelli più convincenti per spiegare il sistema Terra-Luna. Secondo questo scenario, nelle ultime fasi della formazione dei pianeti rocciosi, l’ipotetico pianeta Theia avrebbe urtato violentemente la giovane Terra. Le elevatissime temperature sviluppate nell’impatto avrebbero fuso, vaporizzato ed espulso nello spazio parte dei due corpi producendo materiale in orbita terrestre da cui si sarebbe formata la Luna.

Il gruppo di ricerca guidato da C. Adeene Denton, del Southwest Research Institute, ha inserito nelle simulazioni un nuovo ingrediente, la resistenza dei materiali dipendente dalla temperatura. In questo modo si è tenuto conto di come le rocce più calde sono generalmente più deformabili, mentre quelle più fredde oppongono una maggiore resistenza.

In parole semplici, l’impatto tra i due pianeti, Terra e Theia, avrebbe prodotto conseguenze diverse a seconda del loro stato di temperatura. All’impatto sarebbero seguiti due diversi scenari a seconda che i due pianeti, o almeno uno dei due, fossero già raffreddati o meno.

Questo studio si è basato su simulazioni numeriche effettuate con tecniche di Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), nelle quali i corpi planetari vengono rappresentati come composti da un enorme numero di elementi per ciascuno dei quali è possibile seguire l’evoluzione di pressione, temperatura, densità e movimento.

Non un disco di detriti: in una simulazione compare subito una Luna

Il risultato sorprendente è stato ottenuto quando i ricercatori hanno aggiunto nelle loro simulazioni una specifica proprietà dei materiali, precisamente la resistenza alle deformazioni.

Questa proprietà dipende dalla temperatura nel senso che più è alta la temperatura minore è la resistenza alle deformazioni.

Allora, se all’epoca dell’impatto la Terra e Theia erano ancora molto calde, la bassa resistenza alle deformazioni avrebbe portato allo scenario classico. L’impatto avrebbe ulteriormente fuso e vaporizzato le rocce mettendole in orbita attorno alla Terra in una sorta di disco protolunare. Poi con i detriti presenti nel disco si sarebbe formata nel tempo la Luna.

Diversamente, se all’epoca dell’impatto i due pianeti o almeno uno dei due si fosse già sufficientemente raffreddato, nell’impatto si sarebbe esercitata maggiore resistenza. In questa circostanza le simulazioni prevedono non solo la formazione di un disco ma l’emersione dall’impatto di un grande corpo in orbita, paragonabile a un embrione della Luna, non in secoli o millenni ma entro solo cinque ore dall’impatto

La simulazione non afferma che in questo brevissimo intervallo sarebbe comparsa la Luna così come la vediamo oggi, con crosta, struttura interna e superficie craterizzata. Significa piuttosto che un satellite di grandi dimensioni avrebbe potuto separarsi dall’evento d’impatto quasi immediatamente.

L’idea di una nascita estremamente rapida era stata già presentata nel 2022 da altri gruppi di ricerca. La novità del lavoro del 2026 è stata mostrare che temperatura e resistenza meccanica delle rocce possono decidere quale dei due scenari prevalga: formazione diretta di un grande satellite oppure produzione di un disco destinato ad aggregarsi successivamente.

Una possibile finestra sul momento esatto in cui nacque la Luna

Questo recente studio ha importanti implicazioni anche sulla ricostruzione della storia termica della Terra.

Dopo la formazione i pianeti iniziano a raffreddarsi. Quando avvenne l’impatto con Theia, la Terra era ancora giovanissima: aveva probabilmente soltanto alcune decine di milioni di anni e non aveva ancora completato del tutto il proprio processo di accrescimento.

Se lo scenario delle “5 ore” è quello corretto, le simulazioni forniscono la temperatura, o meglio l’intervallo di valori, della Terra all’epoca dell’impatto.

E’ così possibile fissare un valore di temperatura in quella che è la storia del suo raffreddamento termico, storia finora presunta ma senza dati osservativi.

Altro enigma non meno importante dei tempi di formazione rimane il perché Terra e Luna possiedano composizioni isotopiche straordinariamente simili. Se una parte consistente della Luna provenisse da Theia, ci si potrebbe aspettare una composizione differente, intermedia tra quella della Terra e di Theia. Una possibilità è che Theia e la proto-Terra si siano formate in zone molto vicine del disco protoplanetario e fossero già chimicamente simili prima della collisione.

Le nuove simulazioni, suggeriscono non solo che la Luna sia potuta nascere in “cinque ore”, ma che essa si sia effettivamente originata dall’impatto con un altro pianeta, Theia, realmente esistito e chimicamente gemello della Terra.