A pesar de ser el vecino más cercano de nuestro planeta, los científicos han estado lidiando con el misterio del origen de nuestra luna durante cientos de años.
Desde la década de 1980, los expertos han asumido que nuestro satélite lunar se formó a raíz de un impacto explosivo con el protoplaneta Theia en una etapa temprana de la historia de la Tierra.
Pero ahora, un estudio sugiere que esta llamada teoría de la «colisión» puede no ser correcta después de todo.
En cambio, investigadores de la Universidad Penn State dicen que la Tierra podría haber atrapado claramente a la Luna mientras pasaba en un proceso llamado captura de intercambio binario.
Esta teoría radical sugiere que la Luna podría haber comenzado su vida como parte de un «binario terrestre», un par de objetos rocosos orbitando entre sí.
Cuando este par pasó dentro de la atracción de la Tierra, la Luna fue puesta en órbita mientras el segundo cuerpo fue catapultado al espacio.
El investigador principal, el profesor Darren Williams, afirma: «Nadie sabe cómo se formó la Luna.
‘Durante las últimas cuatro décadas, hemos tenido una posibilidad de cómo llegó allí. Ahora tenemos dos.’
Una nueva teoría sugiere que la Luna podría no haberse formado por una colisión con un protoplaneta antiguo, sino mediante un proceso llamado «captura de intercambio binario».
Los investigadores sugieren que la Luna podría haber comenzado como una parte de un binario planetario, dos grandes cuerpos rocosos que orbitan entre sí a medida que se desplazan por el espacio (foto de archivo).
En 1984, los científicos se reunieron en la Conferencia de Kona en Hawaii para llegar a un consenso sobre cómo se había formado la luna.
Utilizando los 363 kg (800 libras) de material lunar recuperado por las misiones Apolo de la NASA, los científicos descubrieron que la luna tenía una composición química similar, pero no completamente idéntica, a la de la Tierra.
A partir de esta evidencia, llegaron a la conclusión de que la Luna debe haberse formado a partir de los escombros que se desprendieron cuando un cuerpo celeste chocó contra la joven Tierra.
Esta teoría fue popular porque encaja bien con gran parte de lo que sabemos ahora sobre la composición química de la luna, pero no explica todos los detalles.
Por ejemplo, el profesor Williams y su coautor señalan que, si la Luna se formara a partir de un anillo de escombros que se condensa lentamente en una esfera, deberíamos esperar encontrarla orbitando por encima del ecuador.
Sin embargo, la órbita de la luna en realidad está inclinada hacia un plano totalmente diferente, a unos siete grados del plano ecuatorial.
Para encontrar una explicación alternativa de por qué podría ser así, los investigadores observaron un fenómeno llamado captura de intercambio binario.
Esto sugiere que la Tierra podría haber atrapado uno de un par de cuerpos rocosos que pasaban y convertirse en su satélite.
Las teorías anteriores sugieren que la luna se formó cuando un protoplaneta llamado Theia chocó con la joven Tierra. Los científicos creen que la luna se formó a partir del anillo resultante de escombros reunidos en una esfera.
En apoyo de esta idea, el profesor Williams señala el ejemplo de Tritón, la luna más grande de Neptuno.
Las teorías actuales sugieren que Tritón fue arrastrado hacia Neptuno desde el Cinturón de Kuiper, donde se cree que uno de cada 10 objetos es binario.
Al igual que nuestra luna, Tritón orbita en un ángulo significativamente inclinado, inclinándose a 67 grados del ecuador del planeta.
Y, según los modelos matemáticos, es bastante plausible que le haya sucedido lo mismo a nuestra Luna.
En su artículo, publicado en The Planetary Science Journal, los investigadores calculan que la Tierra podría haber capturado un objeto entre el uno y el 10 por ciento de su masa total.
Con sólo el 1,2 por ciento de la masa de la Tierra, la Luna se encuentra cómodamente dentro de este rango.
La única advertencia es que el binario planetario habría tenido que haber pasado a sólo 80.000 millas (128.750 km) de la Tierra a una velocidad inferior a 6.700 millas por hora (10.800 km).
Si bien esto puede parecer increíblemente rápido, en la escala del sistema solar es el equivalente a un paseo tranquilo.
Los investigadores señalan que si la Luna se formara a partir de una colisión, deberíamos esperar que orbitara la Tierra alrededor del ecuador. Pero el plano orbital de la Luna tiene un ángulo de aproximadamente 7 grados con respecto al ecuador.
Utilizando un modelo matemático (en la foto), los científicos calcularon que la Tierra podría capturar un objeto entre una y diez veces su masa si viajaba a la velocidad adecuada y la otra parte del binario tenía una masa lo suficientemente grande. Como muestra este gráfico, la Tierra es fácilmente capaz de capturar algo tan grande como la Luna a velocidades de hasta 3 km por segundo.
El problema es que, incluso a estas velocidades tranquilas, cuando llegó por primera vez, la órbita de la Luna habría sido enormemente elíptica, muy parecida a la de un cometa alrededor del Sol.
Sin embargo, los investigadores también muestran cómo esta órbita habría evolucionado bajo la influencia de las fuerzas de marea.
A medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, las mareas se habrían quedado ligeramente por detrás de su órbita, ejerciendo una atracción gravitacional que habría domado lentamente su órbita salvaje.
Durante miles de años, ese tirón constante habría hecho que la órbita fuera más regular y circular hasta establecerse en la órbita cerrada que tiene actualmente.
El profesor Williams dice: ‘Hoy en día, la marea de la Tierra está por delante de la Luna y la marea alta acelera la órbita.
‘Le da un impulso, un poco de impulso. Con el tiempo, la Luna se aleja un poco más.’
Ahora la Luna está tan lejos que tanto el Sol como la Tierra atraen sobre ella, lo que hace que se aleje unos 3 cm más cada año.
Esta teoría tiene algunas ventajas clave porque explica por qué la órbita de la Luna está tan inclinada y explica la presencia de ciertos isótopos químicos que se encuentran en la Luna y no en la Tierra.
Los científicos creen que Tritón (en la foto), la luna más grande de Neptuno, era originalmente un binario planetario en el cinturón de Keuper antes de ser capturado.
Como muestra este gráfico, cuando la Luna llegó por primera vez, su órbita tendría la forma de un óvalo en lugar del círculo con el que estamos más familiarizados.
Los investigadores admiten que su teoría sería difícil de probar y se basa en que varios «eventos inverosímiles» ocurren al mismo tiempo.
Sin embargo, el profesor Williams sostiene que la captura de intercambio binario es una alternativa viable a la teoría de colisión estándar y que merece una mayor consideración.
Los investigadores argumentan que los binarios planetarios pueden haber sido más comunes en el sistema solar primitivo y podrían haber creado la luna.
El profesor Williams añade: «Esto abre un tesoro de nuevas preguntas y oportunidades para estudios posteriores».
