Gli astronomi hanno fatto un passo avanti verso la comprensione di come la Luna potrebbe essersi formata da una gigantesca collisione tra la Terra primordiale e un altro oggetto massiccio 4,5 miliardi di anni fa.

Scienziati guidati dalla Durham University, UK, ha eseguito simulazioni al supercomputer sulla struttura DiRAC High-Performance Computing per inviare un pianeta delle dimensioni di Marte, chiamato Theia, a schiantarsi sulla Terra primordiale.

Le loro simulazioni hanno prodotto un corpo orbitante che potrebbe potenzialmente evolversi in un oggetto simile alla Luna.

Mentre i ricercatori stanno attenti a dire che questa non è una prova definitiva dell'origine della Luna, aggiungono che potrebbe essere una tappa promettente per capire come potrebbe essersi formato il nostro vicino più prossimo.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

Si pensa che la Luna si sia formata in una collisione tra la Terra primitiva e Theia, che gli scienziati ritengono possa essere stato un antico pianeta del nostro sistema solare, circa le dimensioni di Marte.

I ricercatori hanno eseguito simulazioni per tracciare il materiale della Terra primordiale e di Theia per quattro giorni dopo la loro collisione, poi ha eseguito altre simulazioni dopo aver fatto girare Theia come una palla da biliardo.

La collisione simulata con la Terra primordiale ha prodotto risultati diversi a seconda delle dimensioni e della direzione della rotazione iniziale di Theia.

Ad un estremo la collisione ha unito i due oggetti mentre all'altro c'è stato un impatto radente mordi e fuggi.

È importante sottolineare che la simulazione in cui non è stato aggiunto alcuno spin a Theia ha prodotto un ammasso di materiale autogravitante con una massa di circa l'80% della Luna, mentre un altro oggetto simile alla Luna è stato creato quando è stata aggiunta una piccola quantità di rotazione.

Il grumo risultante, che si deposita in un'orbita attorno alla Terra post-impatto, crescerebbe spazzando via il disco di detriti che circonda il nostro pianeta.

Il ciuffo simulato ha anche un piccolo nucleo di ferro, simile a quello della Luna, con uno strato esterno di materiali costituiti dalla Terra primitiva e da Theia.

L'analisi recente dei rapporti isotopici dell'ossigeno nei campioni lunari raccolti dalle missioni spaziali Apollo suggerisce che una miscela di terra primitiva e materiale impattante potrebbe aver formato la Luna.

L'autore principale Sergio Ruiz-Bonilla, un dottorato di ricerca ricercatore presso l'Institute for Computational Cosmology dell'Università di Durham, ha dichiarato:"Aggiungendo diverse quantità di spin a Theia nelle simulazioni, o non avendo alcun giro, ti dà un'intera gamma di risultati diversi per quello che potrebbe essere successo quando la Terra primordiale è stata colpita da un oggetto enorme tutti quei miliardi di anni fa.

"È eccitante che alcune delle nostre simulazioni abbiano prodotto questo ammasso orbitante di materiale che è relativamente non molto più piccolo della Luna, con un disco di materiale aggiuntivo attorno alla Terra post-impatto che aiuterebbe il gruppo a crescere di massa nel tempo.

"Non direi che questa è la Luna, ma è sicuramente un posto molto interessante in cui continuare a cercare."

Il team di ricerca guidato da Durham ora prevede di eseguire ulteriori simulazioni che alterano la massa, velocità e velocità di rotazione sia del bersaglio che dell'impattore per vedere quale effetto ha sulla formazione di una potenziale Luna.

Co-autore Dott. Vincent Eke, dell'Istituto di Cosmologia Computazionale dell'Università di Durham, ha dichiarato:"Otteniamo una serie di risultati diversi a seconda che introduciamo o meno lo spin a Theia prima che si schianti sulla Terra primordiale.

"È particolarmente affascinante che quando a Theia non si aggiunge rotazione o rotazione minima, l'impatto con la Terra primordiale lascia dietro di sé una scia di detriti, che in alcuni casi include un corpo abbastanza grande da meritare di essere chiamato proto-Luna.

"Potrebbero esserci una serie di possibili collisioni che devono ancora essere studiate che potrebbero avvicinarci ancora di più alla comprensione di come si sia formata la Luna in primo luogo".