La carambola de la Luna

Los modernos telescopios resultan vitales para explorar el Universo. Son capaces de rastrear galaxias lejanas en busca de planetas o de detectar restos de la Gran Explosión que dio origen al Universo, hace miles de millones de años. Nada parece escaparse de su alcance. ¿Nada? Bueno, sí. Muy cerca de la Tierra hay un lugar que ni siquiera el más potente de nuestros telescopios puede ver. Se trata de la cara oculta de la Luna.

La cara oculta de la Luna

En efecto, una de las dos caras de la Luna siempre permanece invisible para nosotros, sin mirar a la Tierra. Esto es una consecuencia de la atracción gravitatoria terrestre que, después de millones de años, ha conseguido ajustar la velocidad de rotación de la Luna al movimiento de la Tierra: el tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta completa a nuestro planeta es el mismo que emplea para rotar sobre su propio eje. Puedes coger dos naranjas, como si fuesen nuestro planeta y su satélite, y comprobar  que esto hace que desde la Tierra sólo veamos una de las dos caras de la Luna.

Ahora bien, ¿siempre ha sido esa misma cara? La pregunta puede parecer sorprendente, pero más lo es la respuesta que han dado los científicos franceses Mark Wieczorek y Matthieu Le Feuvrem. Según su estudio¹ publicado a principios de 2009, el impacto de un asteroide podría haber reorientado la Luna, hasta llegar a la posición que ahora vemos desde la Tierra. En tal caso, la actual cara visible de la Luna fue una vez la cara oculta, y viceversa.

Huellas de un pasado violento
La superficie lunar está plagada de cráteres, cuyo diámetro puede variar desde apenas un metro hasta más de 2.000 kilómetros. Algunos de los más grandes que se encuentran en la cara visible se pueden ver a simple vista, sin la necesidad de un telescopio. Al principio, los científicos pensaron que el origen de estos cráteres era volcánico. Pero después de analizar las muestras de rocas lunares que trajeron las misiones Apolo, se descartó esta idea: los cráteres de la Luna se formaron como consecuencia del impacto de meteoritos. 

El choque de un meteorito contra la superficie lunar causa una explosión que excava una cuenca llamada cráter de impacto. El material expulsado por el choque se acumula fuera del cráter y forma un anillo a su alrededor. También sale disparado una gran cantidad de polvo fino que se derrama a grandes distancias, dejando unas brillantes líneas llamadas rayos.

Debido a la ausencia de viento y agua, la erosión en la superficie lunar es prácticamente inexistente. Esto provoca que cráteres muy pequeños se conserven bastante bien después de miles de millones de años. ¡Hasta las pisadas de Neil Armstrong y compañía permanecerán ahí durante siglos! Pero con los rayos, al ser excepcionalmente finos, no ocurre lo mismo. Poco a poco, la llegada de partículas procedentes del espacio basta para removerlos y esparcirlos hasta que, al cabo de millones de años, desaparecen por completo. Los rayos se han convertido en una herramienta científica muy útil para estimar la edad de los cráteres: los más jóvenes lucen todavía unos hermosos rayos, mientras que los de los cráteres más antiguos se han borrado totalmente.

El joven cráter Proclus, de unos 5 millones de años, haciendo gala de sus rayos .

El cráter no es la única consecuencia del choque de un meteorito contra la Luna. A causa del impacto, la propia Luna oscila ligeramente. En la mayoría de los casos, las oscilaciones son pequeñas y se amortiguan con el paso del tiempo, hasta que finalmente desaparecen. Pero si el objeto tiene un tamaño considerable, se mueve a gran velocidad y el impacto se produce en el lugar apropiado, las consecuencias serían dramáticas. La Luna saldría de su equilibrio y empezaría a cabecear de un lado para otro, como un péndulo, de forma que ambas caras pudiesen ser vistas desde la Tierra. Tendrían que pasar varios miles de años para que la fuerza gravitatoria terrestre reestableciera la rotación sincronizada de la Luna. Y entonces, como una moneda que se hace girar de canto, sería una cuestión de suerte que fuese la misma cara o la opuesta la que apuntase ahora a la Tierra. De acuerdo con las leyes de la física, ambas opciones tendrían la misma probabilidad de ocurrir. 

Según los científicos habría salido cruz: la cara que vemos ahora es la que antes estaba oculta.

Una carambola cósmica

Además de reorientar la Luna, el impacto del objeto cósmico habría dejado de forma inevitable una pista a los científicos: su cráter. Según los cálculos de Wieczorek y Le Feuvrem, un objeto capaz de esta proeza necesitaría moverse a una velocidad de unos 19 km/s y tener un tamaño de, al menos, 50 kilómetros. En tal caso, las dimensiones del cráter resultante serían de unos 300 kilómetros de diámetro como poco. Hay 46 cráteres con ese diámetro o más en la Luna, cuya edad se pueda establecer con cierta precisión.

Para reducir la lista de candidatos, los científicos franceses razonaron de la siguiente manera. Una consecuencia del movimiento sincronizado de la Luna es que está expuesta a un mayor número de impactos en su cara oculta, que es la que mira al espacio. En concreto, debe haber más cráteres en su borde delantero, según el sentido del movimiento, –la cara oeste si se mira desde la Tierra- que en su borde trasero, la cara este. Es lo mismo que ocurre, por ejemplo, cuando conducimos un coche mientras llueve: el cristal delantero recibe más gotas que el trasero. De acuerdo con simulaciones por ordenador realizadas en otras investigaciones^2,3, el borde anterior debería recibir casi un 30% más de impactos que el borde posterior, lo que supone una diferencia bastante apreciable. Esto significa que si alguna vez la Luna se reorientó, los cráteres de impacto que se formaron hasta ese momento deberían haberse situado en su mayoría cerca de la actual cara este, mientras que a partir de entonces se acumularían sobre todo en la actual cara oeste.

Partiendo de esta hipótesis, Wieczorek y Le Feuvrem han estudiado la distribución y la edad de los 46 impactos lunares. Los cráteres más recientes siguen la pauta previsible y se localizan mayoritariamente en la cara oeste, que es el borde delantero actual. Sin embargo, esta tendencia cambia cuando se analizan los más antiguos, que se acumulan preferentemente en el borde posterior, lo que lleva a pensar que en otros tiempos éste pudo corresponder al sentido de avance, y de ahí concluir que la actual cara visible miraba entonces hacia afuera.

Supongamos que la teoría de los científicos franceses es cierta. Entonces, ¿cuál de los cráteres corresponde al impacto "culpable"? El sospechoso debería ser aquél que se formó justo cuando cambió la tendencia que acabamos de comentar: después de los más antiguos que se acumulan en la cara este, pero antes que los más modernos de la cara oeste. La lista de candidatos se reduce así a únicamente seis. Por su tamaño -567 kilómetros de diámetro- y situación –a la altura del ecuador lunar, en el borde este de la cara visible-, el llamado mar Smythii es, de todos ellos, el que tiene más papeletas para ser la huella del objeto que pudo reorientar la Luna. (Los mares lunares no tienen agua, son gigantescos cráteres de impacto que luego se llenaron de lava. Están formados básicamente por una roca volcánica llamada basalto, que le da su característico color oscuro.) En tal caso, la carambola cósmica debió ocurrir hace unos 3.900 millones de años, cuando el Sistema Solar estaba en plena formación.

El mar Smythii...¿terminó ahí el responsable de reorientar la Luna?

Las conclusiones no son definitivas. Los propios autores reconocen que el número de impactos estudiados es escaso. Por suerte, en los últimos tiempos se ha renovado el interés por la Luna. La Agencia Espacial Europea, Japón, China y la India proyectan situar sondas en órbitas lunares en los próximos años; la NASA, por su parte, tiene pensado enviar una nave no tripulada a la cara oculta de la Luna. Esperemos que estas misiones internacionales consigan refinar la edad de otros cincuenta cráteres de impacto y ayuden a establecer si alguno de ellos pudo llegar a reorientar la Luna.

NOTA: Esta entrada participa en la XVII Edición del Carnaval de la Física, cuyo anfitrión es Vega 0.0.

Referencias:

1. M.A. Wieczorek, M. Le Feuvre, Did a large impact reorient the Moon?, Icarus, Volume 200, Issue 2, 358-366, 2009.
2. Le Feuvre, M., Modélisation de la formation des cratères d’impact à la surface des planètes et des satellites. Tesis doctoral, Univ. Paris VII, 2008.
3. Zahnle, K., Schenk, P., Sobieszczyk, S., Dones, L., Levison, H.F., Differential cratering of synchronously rotating satellites by ecliptic comets. Icarus 153, 111–129, 2001.

Imágenes:

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