Formazione della Luna, si rafforza ipotesi di collisione Terra-Theia

La Luna è una vera e propria anomalia nel sistema solare, e a lungo la sua provenienza ha lasciato gli astronomi senza una spiegazione convincente. L’ipotesi più accreditata è quella di una collisione dell’antica Terra con un grosso pianeta, e riceve ora nuove conferme grazie all’analisi approfondita di parte del materiale che le missioni Apollo hanno riportato sulla Terra oltre 4 decenni fa.

In uno studio pubblicato sulla rivista Science, un team di ricercatori tedeschi dice di aver finalmente trovato chiari segni nelle rocce riportate indietro dalle missioni Apollo per supportare una delle principali teorie sulla storia della formazione della Luna.

“La Luna si distingue dagli altre lune nel Sistema Solare, che sono oltre 150”, sottolineano gli autori dello studio. “La maggior parte degli altri satelliti sono stati catturati dai pianeti oppure sono cresciuti insieme al pianeta in un disco di accrescimento comune.”

Così la maggior parte lune sono o state del tutto “adottate” o sono composti dello stesso materiale che ha creato il loro pianeta. Ma la nostra Luna sembra aver avuto una diversa origine. Potrebbe essere stata generata dopo una breve e sfortunato incontro con un proto-pianeta più piccolo, delle dimensioni di Marte e chiamato Theia, che ha colpito la superficie terrestre scaraventando enormi quantità di materiale proveniente dalla crosta terrestre nello spazio. Parti di Terra e Theia andarono quindi a formare un nuovo disco di detriti da cui nacque la Luna.

Secondo molti modelli accettati, la Luna di nuova costituzione sarebbe composta principalmente di resti di Theia, (dal 70% al 90%) con una parte di materiale terrestre che oscillerebbe da un 10 al 30%. Questa teoria spiegherebbe molte cose sulla Luna, secondo gli autori: ad esempio perché sulla Luna sembrano mancare acqua e componenti volatili; perché il nucleo lunare è così piccolo, e perché la Luna e la Terra si muovono l’una intorno all’altra in modo così particolare.

Per capire la provenienza delle rocce lunari, gli scienziati hanno cercato la presenza di un isotopo dell’Ossigeno, Ossigeno-17, che contiene un neutrone extra nel suo nucleo rispetto al più comune Ossigeno 16. La presenza di una certa quantità di questo isotopo è una sorta di impronta digitale chimica, in quanto tale isotopo è instabile e quindi subisce un lento decadimento radioattivo. Sulla base delle teorie di formazione della Luna – che dicono che il satellite lunare dovrebbe essere principalmente fatto di materiale di Theia – l’impronta digitale della Luna dovrebbe apparire molto diversa da quella della Terra.

Eppure, quando scienziati precedenti avevano esaminato le impronte digitali isotopiche di meteoriti lunari sulla Terra, avevano trovato una stretta corrispondenza con la Terra. Questi risultati contraddittori hanno a lungo messo in dubbio la bontà dell’intera teoria di Theia.

I ricercatori sapevano che molte di queste impronte isotopiche strettamente abbinate alla Terra sono state prese da meteoriti lunari – un pezzo di Luna ricaduto in qualche modo sulla Terra. Ma questi meteoriti sono passati attraverso l’atmosfera terrestre e poi sono stati esposti all’ambiente terrestre – e le loro impronte digitali potrebbero essere state alterate nel processo.

Poi, invece di utilizzare meteoriti, i ricercatori hanno deciso si utilizzare direttamente le rocce lunari incontaminate, riuscendo ad ottenere tre campioni di rocce basaltiche lunari raccolte dagli astronauti della NASA durante le missioni Apollo 11, 12 e 16, avvenute oltre quattro decenni fa.

In quelle rocce, gli scienziati hanno trovato che i rapporti isotopici tra ossigeno di Luna e Terra sono nettamente diversi, di circa 12 parti per milione. Questo potrebbe non sembrare molto, ma è più che sufficiente a dimostrare che la Terra e la Luna sono molto diverse a livello chimico – il che significa che la Luna deve più simile all’antica Theia.