La Luna, nuestro satélite natural, siempre ha intrigado a los científicos con sus inusuales propiedades magnéticas. Aunque hoy no tiene un campo magnético propio significativo como la Tierra, algunas áreas de su superficie, especialmente en la cara oculta, han registrado fuertes anomalías magnéticas en las rocas. El enigma de por qué esto es así ha persistido durante décadas, y recientemente, científicos del MIT han ofrecido una explicación convincente que podría resolver este misterioso fenómeno.

El magnetismo de la Luna: ¿dónde desapareció?

Las investigaciones modernas de la Luna, desde muestras traídas durante las misiones Apolo de la NASA en los años 60 y 70, hasta mediciones precisas desde órbitas lunares, han demostrado que en la superficie existen rastros de un antiguo campo magnético. Sin embargo, la Luna hoy no posee un campo magnético global como la Tierra. El modelo tradicional de magnetismo planetario explica el origen de un campo magnético a través de la llamada dinamo, un proceso en el núcleo metálico líquido que produce un campo magnético. Dado que el núcleo de hierro de la Luna es mucho más pequeño y frío, los científicos sospechaban que la dinamo quizás nunca fue capaz de producir un campo magnético lo suficientemente fuerte como para explicar la intensidad de las trazas magnéticas encontradas en las rocas lunares, especialmente en la cara oculta de la Luna.

Nueva hipótesis: Sinergia de dinamo e impacto

A la luz de nuevos conocimientos, los científicos del MIT proponen un cuadro más complejo que incluye una combinación de un campo magnético dinámico existente, aunque débil, y la influencia de una gran colisión con la Luna. Según su investigación, que acaba de ser publicada en la revista Science Advances, un fuerte impacto de un asteroide enorme podría haber amplificado significativamente en un breve instante el débil campo magnético lunar, creando un pulso magnético transitorio pero suficientemente intenso que luego fue registrado por ciertas rocas en la cara oculta de la Luna.

¿Cómo un impacto amplifica el magnetismo?

Cuando un asteroide de enormes dimensiones impacta en la superficie de la Luna, la energía del impacto vaporiza enormes cantidades de material creando una nube de partículas ionizadas: un plasma. Según las simulaciones del equipo del MIT, esta nube de plasma no desaparece de inmediato, sino que se expande alrededor de la Luna y se concentra en el lado opuesto al lugar del impacto. En ese lado opuesto, la interacción del plasma con el campo magnético débil existente conduce a su amplificación temporal.

Este proceso, aunque muy rápido –dura solo unos 40 minutos– es lo suficientemente largo para que ciertas rocas en esa área registren el cambio del campo magnético. Además del pulso magnético amplificado, el gran impacto también envía potentes ondas sísmicas a través del interior de la Luna, que en el lado opuesto "sacuden" las rocas, lo que hace que los electrones en los minerales se reorienten de acuerdo con el nuevo campo magnético. Este fenómeno es similar a lanzar cartas al aire y verlas caer, donde la orientación de la "brújula" en las cartas cambia justo en el momento en que las cartas vuelven al suelo.

El papel clave del gran impacto de la cuenca Imbrium

Es especialmente interesante que el área de fuerte magnetismo en la cara oculta de la Luna se encuentre exactamente opuesta a la gran cuenca de impacto Imbrium en la cara visible de la Luna, uno de los cráteres de impacto más grandes en la historia de la Luna. Fue precisamente el impacto que formó la cuenca Imbrium el que probablemente desencadenó la mencionada nube de plasma que, al viajar alrededor de la Luna, amplificó el campo magnético en la cara oculta y dejó una huella magnética en las rocas.

Teorías anteriores y nuevas simulaciones

Las teorías anteriores sugerían que el campo magnético solar, que es extremadamente débil a la distancia de la Luna al Sol, no era lo suficientemente fuerte como para explicar las fuertes anomalías magnéticas encontradas en su superficie. Las simulaciones realizadas en 2020 descartaron la posibilidad de que un impacto por sí solo, sin la presencia de una dinamo, pudiera amplificar significativamente el campo magnético.

En el nuevo estudio, los investigadores partieron de la suposición de que la Luna alguna vez tuvo una dinamo que producía un campo magnético más débil, aproximadamente 50 veces más débil que el campo magnético actual de la Tierra. A partir de ahí, utilizaron modelos informáticos para simular un gran impacto, que generó plasma y la interacción del plasma con el campo magnético. Los resultados mostraron cómo el plasma se acumula y amplifica el campo magnético en el lado opuesto al impacto, lo que concuerda con las observaciones de anomalías magnéticas en la cara oculta de la Luna.

Metodología de la investigación

Las simulaciones se llevaron a cabo utilizando los recursos informáticos avanzados del sistema MIT SuperCloud. Además, las simulaciones de impacto se desarrollaron con la ayuda de la experta Katarina Miljković, mientras que los modelos de flujo de plasma e interacción con el magnetismo se crearon en colaboración con investigadores de la Universidad de Michigan y Cambridge. Este enfoque interdisciplinario permitió un análisis profundo de los complejos procesos que ocurrieron durante y después del impacto.

Importancia de la investigación para futuras misiones

Esta nueva teoría es comprobable y proporciona directrices concretas para futuras misiones a la Luna, especialmente aquellas que planean investigaciones en la cara oculta y alrededor del polo sur. El programa Artemis de la NASA, así como otras misiones planificadas, podrían tomar muestras de rocas de estas áreas para confirmar o refutar aún más la hipótesis de una sinergia entre la dinamo y los eventos de impacto en la creación de anomalías magnéticas en la Luna.

Contexto más amplio: ¿qué nos dice el magnetismo de la Luna?

Comprender el origen y las características del campo magnético de la Luna no solo es importante para la geología y las ciencias planetarias, sino también para el contexto más amplio de la exploración espacial. Los campos magnéticos desempeñan un papel clave en la protección de los planetas contra la radiación solar y cósmica y en la configuración de las condiciones para el surgimiento de la vida. Además, el conocimiento sobre el magnetismo de la Luna puede ayudar a interpretar fenómenos similares en otros cuerpos celestes del Sistema Solar.

Dado que la Luna no tiene una dinamo activa hoy en día, su legado magnético registrado en las rocas puede verse como una especie de "registro fósil" de sus eventos geofísicos y cósmicos, incluidos los grandes impactos que dieron forma a su superficie e interior.

El papel de la colaboración científica internacional

La investigación es el resultado de la colaboración de muchos científicos e instituciones de todo el mundo, desde el MIT y la Universidad de Michigan hasta Cambridge y la Universidad de Curtin en Australia. Esta cooperación multidisciplinaria muestra cómo la ciencia planetaria moderna utiliza una combinación de modelos informáticos, análisis de laboratorio y misiones espaciales para esclarecer los complejos procesos en nuestro Sistema Solar.

¿Qué nos espera a continuación?

Si bien muchas incógnitas sobre el magnetismo de la Luna ahora están más claras, los científicos señalan que esto es solo el comienzo de una nueva era de investigación. En los próximos años, nuevas misiones y mediciones más precisas contribuirán a una comprensión aún más detallada no solo de la Luna, sino también de otros cuerpos celestes. Pronto podríamos tener la oportunidad de analizar directamente rocas de las áreas de la cara oculta de la Luna cubiertas por estos nuevos hallazgos, lo que aclarará muchas preguntas y abrirá la puerta a nuevos descubrimientos científicos.

Fuente: Instituto de Tecnología de Massachusetts