Hipótesis del impacto gigante

La representación del artista de una colisión entre dos cuerpos planetarios. Tal impacto entre la Tierra y un objeto tamaño Marte probablemente formó la Luna.

La hipótesis del impacto gigante, a veces llamada Big Splash, o Theia Impact, sugiere que la Luna se formó a partir de la eyección de una colisión entre la Tierra primitiva y un planeta enano del tamaño de Marte, hace aproximadamente 4.500 millones de años en el eón Hadeano (alrededor de 20 a 100 millones de años después de la fusión del Sistema Solar). El cuerpo que choca a veces se llama Theia, el nombre del mítico titán griego que fue la madre de Selene, la diosa de la Luna. El análisis de las rocas lunares publicado en un informe de 2016 sugiere que el impacto podría haber sido un golpe directo, lo que provocó una fragmentación y una mezcla completa de ambos cuerpos parentales.

La hipótesis del impacto gigante es actualmente la hipótesis científica preferida para la formación de la Luna. La evidencia de apoyo incluye:

• El giro de la Tierra y la órbita de la Luna tienen orientaciones similares.
• El sistema Tierra – Luna contiene un impulso angular anomalmente alto, lo que significa que el impulso contenido en la rotación de la Tierra, la rotación de la Luna y la Luna girando alrededor de la Tierra es significativamente mayor que los otros planetas terrestres. Un impacto gigante podría haber proporcionado este exceso de impulso.
• Las muestras de la luna indican que la Luna fue fundida una vez a una profundidad sustancial, pero desconocida. Esto podría haber requerido más energía de lo que se predijo para estar disponible de la acreción de un cuerpo del tamaño de la Luna. Un proceso extremadamente energético, como un impacto gigante, podría proporcionar esta energía.
• La Luna tiene un núcleo de hierro relativamente pequeño, lo que da a la Luna una densidad menor que la Tierra. Los modelos informáticos de un impacto gigante de un cuerpo tamaño Marte con la Tierra indican que el núcleo del impactor podría penetrar la Tierra y fusionarse con su propio núcleo. Esto dejaría la Luna, que se formó de la eyectae que no se fusionaron con proto-tierra, con menos hierro metálico restante que otros cuerpos planetarios.
• La Luna está agotada en elementos volátiles en comparación con la Tierra. Vaporizando a temperaturas relativamente bajas, podrían perderse en un evento de alta energía, con la menor gravedad de la Luna incapaz de recapturarlas mientras la Tierra lo hizo.
• Hay evidencia en otros sistemas estelares de colisiones similares, dando lugar a discos de escombros.
• Las colisiones gigantes son consistentes con la teoría líder de la formación del Sistema Solar.
• Las proporciones estables de isótopos de roca lunar y terrestre son idénticas, lo que implica un origen común.

Sin embargo, quedan varias preguntas sobre los mejores modelos actuales de la hipótesis del impacto gigante. Se prevé que la energía de un impacto tan gigante haya calentado la Tierra para producir un océano de magma global, y se han documentado pruebas de la diferenciación planetaria resultante del material más pesado que se hunde en el manto de la Tierra. Sin embargo, no existe un modelo coherente que comience con el evento de impacto gigante y siga la evolución de los escombros en una sola luna. Otras preguntas pendientes incluyen cuándo la Luna perdió su parte de elementos volátiles y por qué Venus, que experimentó impactos gigantes durante su formación, no alberga una luna similar.

Historia

En 1898, George Darwin sugirió que la Tierra y la Luna alguna vez fueron un solo cuerpo. La hipótesis de Darwin era que una Luna fundida había salido de la Tierra debido a las fuerzas centrífugas, y esta se convirtió en la explicación académica dominante. Usando la mecánica newtoniana, calculó que la Luna había orbitado mucho más cerca en el pasado y se estaba alejando de la Tierra. Esta deriva fue confirmada más tarde por experimentos estadounidenses y soviéticos, utilizando objetivos de alcance láser colocados en la Luna.

Sin embargo, los cálculos de Darwin no pudieron resolver la mecánica requerida para rastrear la Luna hasta la superficie de la Tierra. En 1946, Reginald Aldworth Daly de la Universidad de Harvard desafió la explicación de Darwin, ajustándola para postular que la creación de la Luna fue causada por un impacto en lugar de fuerzas centrífugas. Se prestó poca atención al desafío del profesor Daly hasta una conferencia sobre satélites en 1974, durante la cual se volvió a presentar la idea y luego se publicó y discutió en Icarus en 1969 por los Dres. William K. Hartmann y Donald R. Davis. Sus modelos sugirieron que, al final del período de formación de planetas, se habían formado varios cuerpos del tamaño de satélites que podrían colisionar con los planetas o ser capturados. Propusieron que uno de estos objetos podría haber chocado con la Tierra, expulsando polvo refractario y pobre en volátiles que podría fusionarse para formar la Luna. Esta colisión podría explicar potencialmente las propiedades geológicas y geoquímicas únicas de la Luna.

El astrónomo canadiense Alastair G. W. Cameron y el astrónomo estadounidense William R. Ward adoptaron un enfoque similar, y sugirieron que la Luna se formó por el impacto tangencial sobre la Tierra de un cuerpo del tamaño de Marte. Se plantea la hipótesis de que la mayoría de los silicatos externos del cuerpo en colisión se vaporizarían, mientras que un núcleo metálico no lo haría. Por lo tanto, la mayor parte del material de colisión enviado a la órbita consistiría en silicatos, dejando a la Luna coalescente deficiente en hierro. Los materiales más volátiles que se emitieron durante la colisión probablemente escaparían del Sistema Solar, mientras que los silicatos tenderían a coalescer.

Dieciocho meses antes de una conferencia de octubre de 1969 sobre los orígenes lunares, Bill Hartmann, Roger Phillips y Jeff Taylor desafiaron a sus compañeros científicos lunares: "Tienen dieciocho meses. Regrese a sus datos de Apollo, regrese a su computadora y haga lo que tenga que hacer, pero decídase. No vengas a nuestra conferencia a menos que tengas algo que decir sobre el nacimiento de la Luna." En la conferencia de 1969 en Kona, Hawai, la hipótesis del impacto gigante surgió como la hipótesis más favorecida.

Antes de la conferencia, había partisanos de las tres teorías "tradicionales", además de algunas personas que estaban empezando a tomar el impacto gigante seriamente, y había un enorme medio apático que no pensaba que el debate se resolvería. Después, había esencialmente sólo dos grupos: el campo de impacto gigante y los agnósticos.

Teia

El nombre del protoplaneta hipotético se deriva del mítico titán griego Theia, que dio a luz a la diosa de la Luna, Selene. Esta designación fue propuesta inicialmente por el geoquímico inglés Alex N. Halliday en 2000 y ha sido aceptada en la comunidad científica. Según las teorías modernas sobre la formación de planetas, Theia formaba parte de una población de cuerpos del tamaño de Marte que existió en el Sistema Solar hace 4500 millones de años. Una de las características atractivas de la hipótesis del impacto gigante es que la formación de la Luna y la Tierra se alinean; Durante el curso de su formación, se cree que la Tierra experimentó docenas de colisiones con cuerpos del tamaño de planetas. La colisión de formación de la Luna habría sido solo uno de esos 'impactos gigantes'. pero ciertamente el último evento impactador significativo. El bombardeo pesado tardío de asteroides mucho más pequeños ocurrió más tarde, hace aproximadamente 3.900 millones de años.

Modelo básico

Representación simplista de la hipótesis de impacto gigante.

Los astrónomos creen que la colisión entre la Tierra y Theia ocurrió alrededor de 4,4 a 4,45 bya; alrededor de 100 millones de años después de que se comenzara a formar el Sistema Solar. En términos astronómicos, el impacto habría sido de velocidad moderada. Se cree que Theia golpeó la Tierra en un ángulo oblicuo cuando la Tierra estaba casi completamente formada. Las simulaciones por computadora de este "impacto tardío" escenario sugiere una velocidad inicial del impactador en "infinito" (lo suficientemente lejos como para que la atracción gravitatoria no sea un factor) por debajo de los 4 kilómetros por segundo (2,5 mi/s), aumentando a medida que se acercaba a más de 9,3 km/s (5,8 mi/s) en el momento del impacto y un ángulo de impacto de aproximadamente 45°. Sin embargo, la abundancia de isótopos de oxígeno en la roca lunar sugiere una "mezcla vigorosa" de Theia y la Tierra, lo que indica un ángulo de impacto pronunciado. El núcleo de hierro de Theia se habría hundido en el núcleo de la Tierra joven, y la mayor parte del manto de Theia se habría acumulado en el manto de la Tierra. Sin embargo, una porción significativa del material del manto tanto de Theia como de la Tierra habría sido expulsado a la órbita alrededor de la Tierra (si hubiera sido expulsado con velocidades entre la velocidad orbital y la velocidad de escape) o hacia órbitas individuales alrededor del Sol (si hubiera sido expulsado a velocidades más altas).

El modelado ha planteado la hipótesis de que el material en órbita alrededor de la Tierra puede haberse acumulado para formar la Luna en tres fases consecutivas; acrecentándose primero de los cuerpos inicialmente presentes fuera del límite de Roche de la Tierra, que actuaron para confinar el material del disco interno dentro del límite de Roche. El disco interno se expandió lenta y viscosamente hasta el límite de Roche de la Tierra, empujando los cuerpos externos a través de interacciones resonantes. Después de varias decenas de años, el disco se extendió más allá del límite de Roche y comenzó a producir nuevos objetos que continuaron el crecimiento de la Luna, hasta que la masa del disco interno se agotó después de varios cientos de años. Por lo tanto, era probable que el material en órbitas estables de Kepler golpeara el sistema Tierra-Luna algún tiempo después (porque la órbita de Kepler del sistema Tierra-Luna alrededor del Sol también permanece estable). Las estimaciones basadas en simulaciones por computadora de tal evento sugieren que alrededor del veinte por ciento de la masa original de Theia habría terminado como un anillo de escombros en órbita alrededor de la Tierra, y aproximadamente la mitad de esta materia se fusionó en la Luna. La Tierra habría ganado cantidades significativas de momento angular y masa de tal colisión. Independientemente de la velocidad y la inclinación de la rotación de la Tierra antes del impacto, habría experimentado un día unas cinco horas después del impacto, y el ecuador de la Tierra y la órbita de la Luna se habrían vuelto coplanares..

No es necesario que se haya barrido todo el material del anillo de inmediato: la corteza engrosada de la cara oculta de la Luna sugiere la posibilidad de que se haya formado una segunda luna de unos 1000 km (620 mi) de diámetro en un punto de Lagrange. de la luna. La luna más pequeña puede haber permanecido en órbita durante decenas de millones de años. A medida que las dos lunas migraron hacia el exterior de la Tierra, los efectos de las mareas solares habrían hecho que la órbita de Lagrange fuera inestable, lo que resultó en una colisión a baja velocidad que 'se hizo panqueque'. la luna más pequeña sobre lo que ahora es el lado oculto de la Luna, agregando material a su corteza. El magma lunar no puede atravesar la gruesa corteza del lado lejano, lo que genera menos maría lunar, mientras que el lado cercano tiene una corteza delgada que muestra la gran maría visible desde la Tierra.

Por encima de un umbral de alta resolución para simulaciones, un estudio publicado en 2022 descubre que los impactos gigantes pueden colocar inmediatamente un satélite con una masa y un contenido de hierro similares a los de la Luna en órbita mucho más allá del límite de Roche de la Tierra. Incluso los satélites que inicialmente pasan dentro del límite de Roche pueden sobrevivir de manera confiable y predecible, al ser parcialmente desmantelados y luego acoplados a órbitas más amplias y estables. Además, las capas exteriores de estos satélites formados directamente se funden sobre interiores más fríos y están compuestas por alrededor de un 60 % de material proto-Tierra. Esto podría aliviar la tensión entre la composición isotópica similar a la Tierra de la Luna y la firma diferente esperada para el impactador. La formación inmediata abre nuevas opciones para la evolución y la órbita temprana de la Luna, incluida la posibilidad de una órbita muy inclinada para explicar la inclinación lunar, y ofrece un escenario más simple de una sola etapa para el origen de la Luna.

Composición

En 2001, un equipo de la Institución Carnegie de Washington informó que las rocas del programa Apolo tenían una firma isotópica que era idéntica a las rocas de la Tierra y eran diferentes de casi todos los demás cuerpos del Sistema Solar.

En 2014, un equipo en Alemania informó que las muestras de Apolo tenían una firma isotópica ligeramente diferente de las rocas de la Tierra. La diferencia fue leve, pero estadísticamente significativa. Una posible explicación es que Theia se formó cerca de la Tierra.

Estos datos empíricos que muestran una gran similitud de composición solo pueden explicarse mediante la hipótesis estándar del impacto gigante, ya que es extremadamente poco probable que dos cuerpos antes de la colisión tuvieran una composición similar.

Hipótesis de equilibrio

En 2007, investigadores del Instituto de Tecnología de California demostraron que la probabilidad de que Theia tuviera una firma isotópica idéntica a la de la Tierra era muy pequeña (menos del 1 por ciento). Propusieron que después del impacto gigante, mientras la Tierra y el disco protolunar se fundían y vaporizaban, los dos depósitos estaban conectados por una atmósfera de vapor de silicato común y que el sistema Tierra-Luna se homogeneizó por agitación convectiva mientras el sistema existía en forma de un fluido continuo. Tal "equilibrio" entre la Tierra posterior al impacto y el disco protolunar es el único escenario propuesto que explica las similitudes isotópicas de las rocas de Apolo con las rocas del interior de la Tierra. Sin embargo, para que este escenario sea viable, el disco protolunar tendría que durar unos 100 años. Se está trabajando para determinar si esto es posible o no.

Hipótesis de colisión directa

Según una investigación (2012) para explicar composiciones similares de la Tierra y la Luna basadas en simulaciones realizadas en la Universidad de Berna por el físico Andreas Reufer y sus colegas, Theia colisionó directamente con la Tierra en lugar de apenas rozarla. La velocidad de colisión puede haber sido más alta de lo que se supuso originalmente, y esta velocidad más alta puede haber destruido totalmente a Theia. Según esta modificación, la composición de Theia no está tan restringida, siendo posible una composición de hasta un 50% de hielo de agua.

Hipótesis de la sinestia

Un esfuerzo, en 2018, para homogeneizar los productos de la colisión fue energizar el cuerpo primario a través de una mayor velocidad de rotación previa a la colisión. De esta manera, se separaría más material del cuerpo primario para formar la Luna. Posteriormente, el modelado por computadora determinó que el resultado observado podría obtenerse haciendo que el cuerpo anterior a la Tierra girara muy rápidamente, tanto que formó un nuevo objeto celeste al que se le dio el nombre de "sinestia". Este es un estado inestable que podría haber sido generado por otra colisión para que la rotación girara lo suficientemente rápido. El modelado adicional de esta estructura transitoria ha demostrado que el cuerpo primario que gira como un objeto con forma de rosquilla (la sinestia) existió durante aproximadamente un siglo (un tiempo muy corto) antes de que se enfriara y diera a luz a la Tierra y la Luna.

Hipótesis del océano de magma terrestre

Otro modelo, en 2019, para explicar la similitud de las composiciones de la Tierra y la Luna postula que poco después de que se formó la Tierra, estaba cubierta por un mar de magma caliente, mientras que el objeto que impactó probablemente estaba hecho de material sólido.. El modelado sugiere que esto llevaría al impacto a calentar el magma mucho más que los sólidos del objeto impactante, lo que llevaría a que se expulse más material de la proto-Tierra, de modo que alrededor del 80% de los desechos que forman la Luna se originaron en la proto-Tierra.. Muchos modelos anteriores habían sugerido que el 80% de la Luna provenía del impactador.

Evidencia

La evidencia indirecta del escenario del impacto gigante proviene de las rocas recolectadas durante los alunizajes del Apolo, que muestran proporciones de isótopos de oxígeno casi idénticas a las de la Tierra. La composición altamente anortosítica de la corteza lunar, así como la existencia de muestras ricas en KREEP, sugieren que una gran parte de la Luna alguna vez estuvo fundida; y un escenario de impacto gigante fácilmente podría haber proporcionado la energía necesaria para formar tal océano de magma. Varias líneas de evidencia muestran que si la Luna tiene un núcleo rico en hierro, debe ser pequeño. En particular, la densidad media, el momento de inercia, la firma rotacional y la respuesta de inducción magnética de la Luna sugieren que el radio de su núcleo es inferior al 25 % del radio de la Luna, en contraste con el 50 % de la mayor parte de la Luna. los demás cuerpos terrestres. Las condiciones de impacto apropiadas que satisfacen las restricciones de momento angular del sistema Tierra-Luna dan como resultado una Luna formada principalmente a partir de los mantos de la Tierra y el impactador, mientras que el núcleo del impactador se adhiere a la Tierra. La Tierra tiene la mayor densidad de todos los planetas del Sistema Solar; la absorción del núcleo del cuerpo del impactador explica esta observación, dadas las propiedades propuestas de la Tierra primitiva y Theia.

La comparación de la composición isotópica de zinc de las muestras lunares con la de las rocas de la Tierra y Marte proporciona más pruebas para la hipótesis del impacto. El zinc se fracciona fuertemente cuando se volatiliza en las rocas planetarias, pero no durante los procesos ígneos normales, por lo que la abundancia de zinc y la composición isotópica pueden distinguir los dos procesos geológicos. Las rocas lunares contienen más isótopos pesados de zinc y, en general, menos zinc que las rocas ígneas correspondientes de la Tierra o Marte, lo que es consistente con el agotamiento del zinc de la Luna a través de la evaporación, como se esperaba para el origen del impacto gigante.

Las colisiones entre la eyección que escapa de la gravedad de la Tierra y los asteroides habrían dejado huellas de calentamiento por impacto en meteoritos rocosos; Se ha utilizado un análisis basado en suponer la existencia de este efecto para fechar el evento de impacto hace 4.470 millones de años, de acuerdo con la fecha obtenida por otros medios.

El telescopio espacial Spitzer ha detectado polvo cálido rico en sílice y abundante gas SiO, productos de impactos de alta velocidad (más de 10 km/s (6,2 mi/s) entre cuerpos rocosos, alrededor de las cercanías (29 pc de distancia).) joven (~12 My old) estrella HD 172555 en el grupo en movimiento Beta Pictoris. Un cinturón de polvo cálido en una zona entre 0,25 AU y 2 AU de la joven estrella HD 23514 en el cúmulo de las Pléyades parece similar a los resultados previstos de la colisión de Theia con la Tierra embrionaria, y se ha interpretado como el resultado del planeta Objetos de tamaño mediano que chocan entre sí. Se detectó un cinturón similar de polvo cálido alrededor de la estrella BD+20°307 (HIP 8920, SAO 75016).

Dificultades

Esta hipótesis del origen lunar tiene algunas dificultades que aún no se han resuelto. Por ejemplo, la hipótesis del impacto gigante implica que se habría formado un océano de magma superficial después del impacto. Sin embargo, no hay evidencia de que la Tierra alguna vez haya tenido tal océano de magma y es probable que exista material que nunca haya sido procesado en un océano de magma.

Composición

Es necesario abordar una serie de inconsistencias en la composición.

• Las proporciones de los elementos volátiles de la Luna no se explican por la hipótesis de impacto gigante. Si la hipótesis de impacto gigante es correcta, estas proporciones deben ser debidas a alguna otra causa.
• La presencia de volatiles como agua atrapada en basaltos lunares y emisiones de carbono de la superficie lunar es más difícil de explicar si la Luna fue causada por un impacto de alta temperatura.
• El contenido del óxido de hierro (FeO) (13%) de la Luna, intermedio entre el de Marte (18%) y el manto terrestre (8%), descarta la mayor parte de la fuente del material proto-lunar del manto de la Tierra.
• Si el grueso del material proto-lunar hubiera venido de un impactante, la Luna debería enriquecerse en elementos siderófilos, cuando, de hecho, es deficiente en ellos.
• Las relaciones isotópicas de oxígeno de la Luna son esencialmente idénticas a las de la Tierra. Las ratios isotópicas de oxígeno, que pueden medirse con precisión, producen una firma única y distinta para cada cuerpo del Sistema Solar. Si hubiera existido un proto-planeta separado Theia, probablemente habría tenido una firma isotópica de oxígeno diferente que la Tierra, así como el material mixto expulsado.
• La relación del isótopo de titanio de la Luna (⁵⁰Ti/⁴⁷Ti) aparece tan cerca de la Tierra (dentro de 4 ppm), que poco si alguna de la masa del cuerpo colisionante podría haber sido parte de la Luna.

Falta de una luna venusina

Si la Luna se formó por un impacto de este tipo, es posible que otros planetas interiores también hayan estado sujetos a impactos comparables. Es poco probable que una luna que se formó alrededor de Venus por este proceso se escapara. Si tal evento de formación de luna hubiera ocurrido allí, una posible explicación de por qué el planeta no tiene tal luna podría ser que ocurrió una segunda colisión que contrarrestó el momento angular del primer impacto. Otra posibilidad es que las fuertes fuerzas de marea del Sol tiendan a desestabilizar las órbitas de las lunas alrededor de los planetas cercanos. Por esta razón, si la velocidad de rotación lenta de Venus comenzó temprano en su historia, cualquier satélite de más de unos pocos kilómetros de diámetro probablemente habría entrado en espiral y colisionado con Venus.

Las simulaciones del período caótico de formación de planetas terrestres sugieren que los impactos como los que se supone que formaron la Luna eran comunes. Para los planetas terrestres típicos con una masa de 0,5 a 1 masa terrestre, tal impacto generalmente da como resultado una sola luna que contiene el 4% de la masa del planeta anfitrión. La inclinación de la órbita de la luna resultante es aleatoria, pero esta inclinación afecta la evolución dinámica posterior del sistema. Por ejemplo, algunas órbitas pueden hacer que la luna regrese en espiral al planeta. Asimismo, la proximidad del planeta a la estrella también afectará a la evolución orbital. El efecto neto es que es más probable que las lunas generadas por impactos sobrevivan cuando orbitan planetas terrestres más distantes y están alineadas con la órbita planetaria.

Posible origen de Theia

Una ruta sugerida para el Big Splash vista desde la dirección del polo sur (no a escala).

En 2004, el matemático Edward Belbruno de la Universidad de Princeton y el astrofísico J. Richard Gott III propusieron que Theia se fusionaba en el punto Lagrangiano L4 o L5 relativo a la Tierra (aproximadamente en la misma órbita y unos 60° por delante o por detrás), similar a un asteroide troyano. Los modelos informáticos bidimensionales sugieren que la estabilidad de la órbita troyana propuesta por Theia se habría visto afectada cuando su masa creciente superó un umbral de aproximadamente el 10 % de la masa de la Tierra (la masa de Marte). En este escenario, las perturbaciones gravitatorias de los planetesimales hicieron que Theia se apartara de su ubicación lagrangiana estable, y las interacciones posteriores con la prototierra provocaron una colisión entre los dos cuerpos.

En 2008, se presentaron pruebas que sugieren que la colisión podría haber ocurrido después del valor aceptado de 4,53 Gya, aproximadamente 4,48 Gya. Una comparación de 2014 de simulaciones por computadora con mediciones de abundancia elemental en el manto de la Tierra indicó que la colisión ocurrió aproximadamente 95 millones después de la formación del Sistema Solar.

Se ha sugerido que el impacto podría haber creado otros objetos significativos, que podrían haber permanecido en órbita entre la Tierra y la Luna, atrapados en puntos de Lagrange. Dichos objetos podrían haber permanecido dentro del sistema Tierra-Luna durante 100 millones de años, hasta que los tirones gravitacionales de otros planetas desestabilizaron el sistema lo suficiente como para liberar los objetos. Un estudio publicado en 2011 sugirió que una colisión posterior entre la Luna y uno de estos cuerpos más pequeños causó las notables diferencias en las características físicas entre los dos hemisferios de la Luna. Esta colisión, según han respaldado las simulaciones, habría sido a una velocidad lo suficientemente baja como para no formar un cráter; en cambio, el material del cuerpo más pequeño se habría extendido por toda la Luna (en lo que se convertiría en su cara oculta), agregando una gruesa capa de corteza montañosa. Las irregularidades de masa resultantes producirían posteriormente un gradiente de gravedad que resultó en el bloqueo de la Luna por marea, de modo que hoy, solo el lado cercano permanece visible desde la Tierra. Sin embargo, el mapeo de la misión GRAIL ha descartado este escenario.

En 2019, un equipo de la Universidad de Münster informó que la composición isotópica de molibdeno en el manto primitivo de la Tierra se origina en el Sistema Solar exterior, lo que sugiere la fuente de agua en la Tierra. Una posible explicación es que Theia se originó en el Sistema Solar exterior.

Hipótesis alternativas

Otros mecanismos que se han sugerido en varias ocasiones para el origen de la Luna son que la Luna se desprendió de la superficie fundida de la Tierra por la fuerza centrífuga; que se formó en otro lugar y posteriormente fue capturado por el campo gravitatorio de la Tierra; o que la Tierra y la Luna se formaron al mismo tiempo y lugar a partir del mismo disco de acreción. Ninguna de estas hipótesis puede explicar el elevado momento angular del sistema Tierra-Luna.

Otra hipótesis atribuye la formación de la Luna al impacto de un gran asteroide con la Tierra mucho más tarde de lo que se pensaba anteriormente, creando el satélite principalmente a partir de desechos de la Tierra. En esta hipótesis, la formación de la Luna ocurre entre 60 y 140 millones de años después de la formación del Sistema Solar. Anteriormente, se pensaba que la edad de la Luna era de 4.527 ± 0.010 mil millones de años. El impacto en este escenario habría creado un océano de magma en la Tierra y la proto-Luna con ambos cuerpos compartiendo una atmósfera común de vapor de metal de plasma. El puente de vapor de metal compartido habría permitido que el material de la Tierra y la proto-Luna se intercambiaran y equilibraran en una composición más común.

Otra hipótesis propone que la Luna y la Tierra se formaron juntas en lugar de por separado, como sugiere la hipótesis del impacto gigante. Este modelo, publicado en 2012 por Robin M. Canup, sugiere que la Luna y la Tierra se formaron a partir de una colisión masiva de dos cuerpos planetarios, cada uno más grande que Marte, que luego volvieron a chocar para formar lo que ahora se llama Tierra. Después de la colisión, la Tierra quedó rodeada por un disco de material, que se acumuló para formar la Luna. Esta hipótesis podría explicar la evidencia que otros no lo hacen.

Luna – Oceanus Procellarum ("Ocean of Storms")

Valles de rift antiguos – estructura rectangular (visible – topografía – gradientes de gravedad GRAIL) (1 de octubre de 2014).

Valles de rift antiguos – contexto.

Valles de rift antiguos – cierre (concepto del artista).