Los puntos de Lagrange del sistema Sol-Tierra. Las naves STEREO están a punto de pasar a través de L4 y L5. Los observatorios solares a menudo se estacionan en L1, aunque los observatorios del espacio profundo prefieren a L2.
[S.E.P.A./Diario El Peso]En 1974, Williams Kenneth Hartman en una conferencia sobre satélites, rescató del olvido a la denominada “Teoría del Gran Impacto” [Giant impact hypothesis, Big Whack o Big Splash], que pretende explicar el origen de la Luna, como resultado del impacto producido entre un protoplaneta [que habría tenido el tamaño de Marte]
con la Tierra. Se bautizó a este hipotético planeta con el nombre de “Theia”, quien en la mitología griega era la titánide madre de “Selene”.
La primera formulación de esta teoría ha sido ofrecida por el astrónomo Reginald Aldworth Daly de la Universidad de Harvard cuando postuló que la Luna se originó como consecuencia de un gran impacto. En su momento la comunidad científica prestó poca atención a la hipótesis de Daly, hasta la mencionada conferencia de Hartman.
Esta catástrofe planetaria habría ocurrido hace más de 4.500 millones de años. La hipótesis sostiene que Theia impactó a la Tierra con una velocidad de 40.000 Km. por hora, desde un ángulo oblicuo. Este choque habría destruido al pequeño planeta, expulsando la mayor parte de su manto y a una significativa porción del manto terrestre hacia el espacio. El núcleo de Theia se habría hundido dentro del núcleo terrestre.
Ciertos modelos muestran que la colisión entre ambos cuerpos fue rasante y que Theia quedó en una órbita baja, unida con la Tierra por un puente de materia. Con posterioridad se alejó hasta varios diámetros terrestres para volver a chocar con la Tierra y acabar destruido por completo.
Las condiciones del entorno terrestre tras el impacto habrían sido infernales, con el planeta fundido en su totalidad y rodeado por una atmósfera de roca vaporizada a una temperatura de 4000° hasta a ocho radios terrestres.
De dicho suceso [de acuerdo a simulaciones realizadas por ordenador], el 2% de la masa original de Theia formó un disco de escombros, parte del cual terminó fusionándose para originar la Luna. Otras simulaciones dan como resultado del impacto la formación de dos lunas en órbitas concéntricas respecto de la Tierra. Luego de 1.000 años, se habría producido otra colisión entre la Luna interior con la Tierra o con la Luna exterior. Luego del impacto el día terrestre habría tenido una duración aproximada de 5 horas y el ecuador terrestre se habría desplazado más cerca del plano de la órbita lunar.
La teoría, retomada por los investigadores Edward Belbruno y Richard Gott III como la “Hipótesis Theia”, explicaría muchos aspectos de la geología lunar, incluyendo el tamaño del núcleo de la Luna, la densidad y la composición isotópica de las rocas lunares.
Sin embargo, la teoría deja sin explicar el origen del protoplaneta. Belbruno y Gott estiman que surgen de los llamados “Puntos de Lagrange” en la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
Los puntos de Lagrange del sistema Sol-Tierra son regiones del espacio donde las fuerzas gravitacionales de la Tierra y el Sol se combinan para formar un «pozo gravitatorio». El material a la deriva en el espacio tiende a juntarse en estos puntos, de un modo similar a la manera como el agua se junta en el fondo de un pozo en la Tierra.
El matemático del siglo XVIII, Joseph Lagrange, demostró que existen cinco de estos pozos en el sistema Sol-Tierra, a los cuales numeró como L1, L2, L3, L4 y L5 [ver diagrama]. En el temprano sistema solar, los puntos de Lagrange se encontraban poblados por “planetesimales”.
Los “planetesimales” son objetos sólidos que se estima que existen en los discos protoplanetarios. En esa primitiva nebulosa de gases y polvo en forma de disco, las partículas sólidas con mayor masa actuarían como núcleo de condensación de las más pequeñas, dando lugar a esos objetos sólidos cada vez más grandes que, en el curso de millones de años, acabarían creando los planetas.
Belbruno y Gott sugieren que en uno de los puntos de Lagrange [L4 ó L5], los planetesimales se unieron para formar a Theia. Sus modelos numéricos (realizados mediante por computadora) muestran que Theia pudo haber crecido hasta ser tan grande como para generar un objeto de similar volumen a la Luna. En estos puntos de Lagrange, el equilibrio de fuerzas podría haber facilitado que se acumulara material suficiente.
Con posterioridad, Theia se podría haber separado de L4 o L5 gracias a la creciente gravedad de otros planetas en formación como Venus. Esto habría provocado que su nueva trayectoria la lleve colisionar con la Tierra.
Si esta idea es correcta, quedarían rastros de algunos planetesimales que no se unieron para formar Theia en L4 o L5. Los astrónomos denominan a estos rastros “theiasteriodes” y si bien se han buscado indicios de su existencia desde telescopios terrestres, la tarea ha sido infructuosa hasta el momento, en parte por la capacidad óptica insuficiente de estos instrumentos.
La misión STEREO [Solar Terrestrial Relations Observatory] a cargo de la NASA y del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad John Hopkins de Maryland, ha lanzado dos satélites idénticos en Octubre de 2006 provistos de instrumentos sofisticados para analizar los fenómenos solares.
La trayectoria de estos satélites desde marzo de 2009 va ingresando a los puntos L4 y L5. Los puntos de Lagrange no son puntos infinitesimales en el espacio, sino regiones amplias de 50 millones de kilómetros de ancho. Las sondas STEREO se encuentran apenas en la periferia de tales regiones. El máximo acercamiento a los los pozos gravitacionales se dará en los meses de septiembre y octubre de 2009.
Los satélites tienen capacidad para detectar objetos de poca dimensión, a poca distancia. Esto significa una tendrán una buena posición para buscar restos de la formación de Theia, del tamaño de pequeños asteroides.
Buscar theiasteroides no es la misión principal de las naves STEREO, dado que es un observatorio solar. Las sondas están ubicadas a los costados del Sol, en puntos opuestos para poder tener una visión tridimensional de la actividad solar. El hecho de que las naves estén pasando por los puntos L4 y L5, agrega una posibilidad de ciencia extra declaró Mike Kaiser, científico del proyecto STEREO, en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales.
“Podríamos no ver nada”, agrega Kaiser, “pero si descubrimos muchos asteroides en L4 o L5, podría dar pie para otra misión que analizará la composición de estos asteroides en detalle”. “Si esta misión descubre que los asteroides tienen la misma composición que la Tierra y la Luna, respaldará la versión de Belbruno y Gott sobre la Teoría del Gran Impacto”.
El equipo de STEREO ha invitado a los astrónomos aficionados a participar en la búsqueda, inspeccionando las imágenes que vayan siendo obtenidas por las naves. Si se detecta un punto de luz moviéndose respecto de las estrellas, tal vez implique la existencia de un “theiasteroide”. Se pueden hallar enlaces a los datos e instrucciones para trabajar con ellos en sungrazer.nrl.navy.mil (Nota: enlaces en idioma inglés). [Parte de la información e imágenes de esta nota ha sido divulgada con autorización de la NASA [National Aeronautics and Space Administration].
