Cientistas do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham usaram as simulações de supercomputadores mais detalhadas até agora para revelar uma explicação alternativa para a origem da Lua, com um impacto gigante imediatamente colocando um corpo semelhante à Lua em órbita ao redor da Terra.

Os pesquisadores simularam centenas de impactos diferentes, variando o ângulo e a velocidade da colisão, bem como as massas e rotações dos dois corpos em colisão em busca de cenários que pudessem explicar o atual sistema Terra-Lua. Esses cálculos foram realizados usando o código de simulação de código aberto SWIFT , executado no serviço DiRAC Memory Intensive ("COSMA"), hospedado pela Universidade de Durham em nome da instalação DiRAC High-Performance Computing.

O poder computacional extra revelou que simulações de baixa resolução podem perder aspectos importantes de colisões em larga escala, permitindo que os pesquisadores descubram recursos que não eram acessíveis para estudos anteriores. Apenas as simulações de alta resolução produziram o satélite parecido com a Lua, e os detalhes extras mostraram como suas camadas externas eram mais ricas em material originário da Terra.

Se grande parte da Lua se formou imediatamente após o impacto gigante, isso também pode significar que menos se derreteu durante a formação do que nas teorias padrão em que a Lua cresceu dentro de um disco de detritos ao redor da Terra. Dependendo dos detalhes da solidificação subsequente, essas teorias devem prever diferentes estruturas internas para a Lua.

O coautor do estudo, Vincent Eke, disse: "Esta rota de formação pode ajudar a explicar a semelhança na composição isotópica entre as rochas lunares devolvidas pelos astronautas da Apollo e o manto da Terra. Também pode haver consequências observáveis ??para a espessura da crosta lunar. , o que nos permitiria identificar ainda mais o tipo de colisão que ocorreu."

Além disso, eles descobriram que, mesmo quando um satélite passa tão perto da Terra que pode ser despedaçado pelas " forças de maré " da gravidade da Terra, o satélite pode não apenas sobreviver, mas também ser empurrado para uma órbita mais ampla, a salvo da destruição futura.

O pesquisador-chefe do estudo, Jacob Kegerreis, disse: "Isso abre toda uma nova gama de possíveis pontos de partida para a evolução da Lua. Entramos neste projeto sem saber exatamente quais seriam os resultados dessas simulações de alta resolução. Então, , além da grande revelação de que as resoluções padrão podem dar respostas erradas, foi ainda mais empolgante que os novos resultados pudessem incluir um satélite tentadoramente parecido com a Lua em órbita."

Acredita-se que a Lua tenha se formado após uma colisão há 4,5 bilhões de anos entre a jovem Terra e um objeto do tamanho de Marte, chamado Theia. A maioria das teorias cria a Lua pelo acúmulo gradual de detritos desse impacto. No entanto, isso foi contestado por medições de rochas lunares que mostram que sua composição é semelhante à do manto da Terra, enquanto o impacto produz detritos que vêm principalmente de Theia.

Este cenário de satélite imediato abre novas possibilidades para a órbita lunar inicial, bem como a composição prevista e a estrutura interna da Lua. As muitas próximas missões lunares devem revelar novas pistas sobre que tipo de impacto gigante levou à Lua, que por sua vez nos contará sobre a história da própria Terra.

A equipe de pesquisa incluiu cientistas do Centro de Pesquisa Ames da NASA e da Universidade de Glasgow, Reino Unido, e suas descobertas de simulação foram publicadas no Astrophysical Journal Letters .