Per decenni, la comunità scientifica ha sostenuto che la Luna sia nata da una collisione catastrofica tra la Terra e un oggetto delle dimensioni di Marte, un’ipotesi consolidata da studi condotti su campioni lunari raccolti dalle missioni Apollo. Tuttavia, una nuova ricerca potrebbe riscrivere questa storia, suggerendo che la Luna non sia il risultato di una collisione, ma piuttosto di una cattura gravitazionale da parte della giovane Terra.
Questa ipotesi affascinante proviene da Darren Williams, professore di astronomia e astrofisica presso la Penn State Behrend, e Michael Zugger, ingegnere di ricerca senior presso l’Applied Research Lab della stessa università. Pubblicata sul Planetary Science Journal, la loro ricerca apre nuove possibilità sul processo di formazione della Luna, mettendo in dubbio una teoria che ha dominato la scienza per oltre 40 anni.
Un’origine da collisione o da cattura?
Gli astronauti delle missioni Apollo, tra il 1969 e il 1972, riportarono sulla Terra oltre 360 kg di rocce e campioni di suolo lunare. L’analisi di questi materiali mostrò somiglianze chimiche e isotopiche con i materiali terrestri: ricchi di calcio, con componenti basaltici, e datati a circa 60 milioni di anni dopo la formazione del Sistema Solare. Queste scoperte portarono i ricercatori, durante la Conferenza di Kona del 1984, a formulare l’ipotesi che la Luna si fosse formata dai detriti derivanti da un impatto sulla Terra primordiale.
Tuttavia, Darren Williams e Michael Zugger suggeriscono che questa ipotesi potrebbe non raccontare l’intera storia. In particolare, la loro teoria si basa sul concetto di “cattura a scambio binario”, secondo cui la Terra potrebbe aver catturato la Luna durante un incontro ravvicinato con un sistema binario costituito da un altro corpo celeste e la stessa Luna.
“La Conferenza di Kona ha stabilito la narrazione per 40 anni“, ha dichiarato Williams. Tuttavia, esistono incongruenze che questa teoria non riesce a spiegare completamente. Una di queste riguarda l’orbita attuale della Luna: se fosse nata da una collisione, la sua orbita dovrebbe allinearsi con l’equatore terrestre. Al contrario, la Luna orbita su un piano inclinato rispetto all’equatore, più in linea con l’eclittica solare. Questo suggerisce che la sua origine potrebbe essere più complessa di quanto ipotizzato inizialmente.
La teoria della cattura a scambio binario
Secondo la teoria dello scambio binario, spiegano Williams e Zugger, la Terra avrebbe separato il sistema binario in cui si trovava la Luna, catturandola come satellite e inserendola in un’orbita intorno al nostro pianeta. Questo processo potrebbe spiegare il piano orbitale inclinato della Luna e l’anomalia della sua traiettoria rispetto all’equatore terrestre.
Ci sono già esempi simili nel Sistema Solare. Una delle prove più evidenti si trova su Tritone, la luna più grande di Nettuno. Gli scienziati ritengono che Tritone non si sia formato attorno a Nettuno, ma sia stato catturato dal pianeta, strappato dalla sua orbita nella fascia di Kuiper, dove circa il 10% degli oggetti è costituito da sistemi binari. La sua orbita è retrograda, il che significa che si muove in direzione opposta rispetto alla rotazione di Nettuno, e ha un’inclinazione significativa di 67 gradi rispetto all’equatore del pianeta. Questa dinamica sembra riecheggiare ciò che potrebbe essere accaduto alla nostra Luna.
Williams e Zugger hanno anche esaminato la possibilità che la Terra potesse catturare un oggetto ancora più grande della Luna, forse delle dimensioni di Mercurio o persino di Marte. Tuttavia, l’orbita risultante sarebbe probabilmente instabile. In ogni caso, l’orbita iniziale della Luna, dopo la sua cattura, sarebbe stata un’ellisse allungata piuttosto che il cerchio quasi perfetto che vediamo oggi.
L’evoluzione dell’orbita lunare
Il comportamento orbitale della Luna subito dopo la sua cattura avrebbe subito delle modifiche significative a causa delle maree terrestri. “Oggi, la marea terrestre è davanti alla Luna“, ha spiegato Williams. “L’alta marea accelera l’orbita, dandole una spinta. Nel tempo, la Luna si allontana sempre di più dalla Terra“. Questo processo di allontanamento, noto come “migrazione lunare“, è ancora in corso: ogni anno, la Luna si sposta di circa 3 centimetri più lontano dal nostro pianeta.
Subito dopo la cattura, però, la situazione sarebbe stata opposta. Le forze di marea avrebbero frenato la Luna, contraendo gradualmente la sua orbita ellittica in un arco di tempo di migliaia di anni, portandola verso una forma più circolare. Questo processo, secondo Williams e Zugger, potrebbe aver contribuito alla stabilizzazione dell’orbita lunare.
A questo punto, la rotazione lunare si sarebbe sincronizzata con la sua orbita intorno alla Terra, facendo sì che la Luna mostri sempre la stessa faccia al nostro pianeta, come accade oggi.
Il futuro della Luna
Mentre la Luna si allontana progressivamente, altre forze gravitazionali entrano in gioco. “La Luna è ora così lontana che sia il Sole che la Terra competono per la sua attenzione“, ha affermato Williams. “Entrambi la stanno tirando“. Questo effetto gravitazionale incrociato tra Terra e Sole potrebbe influenzare ulteriormente l’orbita della Luna nei milioni di anni a venire.
I calcoli di Williams e Zugger dimostrano che un satellite catturato tramite lo scambio binario potrebbe seguire lo stesso percorso orbitale della Luna attuale, suggerendo che questa teoria sia plausibile. Tuttavia, i ricercatori riconoscono che non c’è ancora certezza su come la Luna si sia effettivamente formata.
“Nessuno sa esattamente come si sia formata la Luna“, ha ammesso Williams. “Negli ultimi quattro decenni abbiamo avuto una teoria su come sia arrivata. Ora ne abbiamo due. Questo apre un tesoro di nuove domande e opportunità per ulteriori studi“.
