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Le simulazioni al supercomputer mostrano come un impatto gigantesco potrebbe aver modellato la luna

Simulazione al supercomputer L'origine della luna

Credito fotografico: Università di Durham

Scienziati pionieri dell’Institute for Computational Cosmology della Durham University hanno utilizzato le simulazioni di supercomputer più dettagliate finora per trovare una spiegazione alternativa per l’origine della Luna 4,5 miliardi di anni fa. Si è scoperto che un enorme impatto tra la terra e a[{” attribute=””>Mars-sized body could immediately place a Moon-like body into orbit around Earth.

High-end simulations

In their search for scenarios that could explain the present-day Earth-Moon system, the researchers simulated hundreds of different impacts at high resolution, varying the angle and speed of the collision as well as the masses and spins of the two colliding bodies. These calculations were performed using the SWIFT open-source simulation code, run on the DiRAC Memory Intensive service (“COSMA”), hosted by Durham University on behalf of the DiRAC High-Performance Computing facility.

La potenza di calcolo aggiuntiva ha mostrato che le simulazioni a bassa risoluzione possono non rilevare aspetti cruciali delle collisioni su larga scala. Con simulazioni ad alta risoluzione, i ricercatori possono scoprire caratteristiche che erano inaccessibili in studi precedenti. Solo le simulazioni ad alta risoluzione hanno prodotto il satellite simile a una luna e i dettagli aggiuntivi hanno rivelato che i suoi strati esterni contenevano più materiale proveniente dalla Terra.

Se gran parte della luna si è formata subito dopo l’impatto del gigante, potrebbe anche significare che si è verificato meno scioglimento durante la sua formazione rispetto alle teorie tradizionali sulla luna che cresce in un disco di detriti attorno alla terra. A seconda dei dettagli della successiva solidificazione, queste teorie dovrebbero prevedere diverse strutture interne per la luna.

Il coautore dello studio Vincent Eke ha dichiarato: “Questo percorso di formazione potrebbe aiutare a spiegare la somiglianza nella composizione isotopica tra le rocce lunari riportate dagli astronauti dell’Apollo e il mantello terrestre. Potrebbero anche esserci conseguenze osservabili per lo spessore della crosta lunare che ci permetterebbero di determinare ulteriormente la natura della collisione avvenuta”.

Inoltre, hanno scoperto che anche se un satellite vola così vicino alla Terra da poter essere fatto a pezzi dalle “forze di marea” della gravità terrestre, il satellite può effettivamente sopravvivere. In effetti, può anche essere spinto su un’orbita più ampia, al sicuro da future distruzioni.

Una gamma di nuove possibilità

Jacob Kegerreis, ricercatore capo dello studio, ha dichiarato: “Questo apre un’intera gamma di nuovi possibili punti di partenza per l’evoluzione della luna. Siamo entrati in questo progetto non sapendo esattamente quali sarebbero stati i risultati di queste simulazioni ad altissima risoluzione. Oltre all’enorme rivelazione che le risoluzioni standard possono dare risposte sbagliate, è stato particolarmente eccitante che i nuovi risultati potessero includere in orbita un satellite allettante simile a una luna”.

Si pensa che la luna si sia formata dopo una collisione tra la giovane Terra e un oggetto delle dimensioni di Marte chiamato Theia 4,5 miliardi di anni fa. La maggior parte delle teorie costruisce la luna accumulando gradualmente detriti da questo impatto. Tuttavia, questo è stato messo in dubbio dalle misurazioni delle rocce lunari che mostrano che la loro composizione corrisponde a quella del mantello terrestre mentre l’impatto produce detriti, principalmente da Theia.

Questo scenario satellitare immediato apre nuove possibilità per l’orbita lunare iniziale e la composizione prevista e la struttura interna della luna. Questo potrebbe aiutare a spiegare misteri irrisolti come l’orbita della luna inclinata rispetto all’equatore terrestre; o potrebbe produrre una luna primordiale che non si è completamente sciolta, che secondo alcuni scienziati potrebbe essere una corrispondenza migliore per la sua sottile crosta.

Le numerose imminenti missioni lunari dovrebbero fornire nuovi indizi sul tipo di gigantesco impatto che ha portato alla luna, che a sua volta ci dirà qualcosa sulla storia della Terra stessa.

Il gruppo di ricerca includeva scienziati[{” attribute=””>NASA Ames Research Centre and the

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