La Luna pudo nacer casi entera apenas cinco horas después del impacto con Theia, según un nuevo estudio
La Luna pudo no surgir de un lento amasijo de escombros, sino aparecer casi formada pocas horas después de la mayor colisión sufrida por la Tierra. La clave habría estado en una propiedad ignorada durante décadas: la resistencia de las rocas de Theia antes de su destrucción.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Una simulación recrea el gigantesco impacto entre la Tierra primitiva y Theia, una colisión que pudo formar la Luna en apenas unas horas. Cortesía: NASA's Ames Research Center
La Luna pudo formarse casi intacta en apenas cinco horas después de que Theia, un protoplaneta aproximadamente del tamaño de Marte, chocara contra la Tierra primitiva hace unos 4.500 millones de años.
Un nuevo estudio indica que el resultado dependió de un factor ignorado durante décadas por los astrónomos: la resistencia geológica de las rocas y la temperatura de los dos mundos antes de la colisión.
La investigación, publicada en la revista científica The Astrophysical Journal Letters, demuestra mediante simulaciones informáticas que una Theia muy caliente, pero todavía sólida, podía fragmentarse y dejar una gran protoluna en órbita. Por el contrario, una Theia más fría y resistente tendía a fusionarse con la Tierra y producir un disco de escombros del que la Luna habría tenido que formarse posteriormente.
El gran impacto que dio origen a la Luna
La hipótesis del gran impacto domina desde hace décadas las explicaciones sobre el origen de nuestro satélite natural. Hace unos 4.500 millones de años, cuando el Sistema Solar interior todavía era un escenario caótico poblado por embriones planetarios, Theia colisionó oblicuamente con la proto-Tierra.
El choque fundió, vaporizó y lanzó al espacio enormes cantidades de roca. Parte de ese material quedó atrapado alrededor de nustro planeta y terminó originando la Luna.
El modelo explica por qué la Tierra posee un satélite desproporcionadamente grande, por qué la Luna tiene un núcleo metálico pequeño y por qué sus rocas muestran señales de haber pasado por un océano global de magma.
Sin embargo, el modelo arrastra una dificultad importante: la sorprendente semejanza química e isotópica entre las rocas terrestres y las muestras lunares traídas por las misiones Apolo.
Si la Luna está compuesta principalmente por restos de Theia, cabría esperar que su composición fuera más diferente de la terrestre. Este problema se conoce como el enigma isotópico de la Luna.
Muestras lunares de las misiones Apolo conservadas por la NASA. Su extraordinaria semejanza isotópica con las rocas terrestres es uno de los grandes enigmas que deben resolver los modelos sobre el impacto entre la Tierra y Theia. Foto: Andreas Pack.
El supuesto que las simulaciones habían pasado por alto
Las simulaciones clásicas añadían otra simplificación: representaban la Tierra primitiva y Theia como grandes masas fluidas. La justificación parecía razonable. Una colisión planetaria a unos nueve kilómetros por segundo —más de 32.000 kilómetros por hora— genera presiones y temperaturas capaces de fundir o vaporizar enormes volúmenes de roca.
Frente a semejante violencia, la resistencia de los materiales sólidos se consideraba irrelevante.
🗣️«Como se pensaba que la colisión fue lo bastante violenta para fundir y vaporizar grandes porciones de la Tierra y Theia, los trabajos anteriores asumieron que era aceptable aproximar ambos cuerpos como fluidos —explica Erik Asphaug, investigador del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona y coautor del estudio. Y añade—: Nuestros nuevos resultados indican que ha llegado el momento de reconsiderarlo».
El equipo dirigido por Adeene Denton, geóloga y científica planetaria del Southwest Research Institute, en Estados Unidos, incorporó por primera vez a este escenario un modelo realista de resistencia geológica dependiente de la temperatura. Las rocas y los metales ya no se limitaban a fluir: también ofrecían resistencia al cizallamiento, se deformaban y cedían al superar determinados límites.
La resistencia de los materiales resulta insignificante frente a las enormes presiones del interior profundo de los protoplanetas, pero puede desempeñar un papel decisivo en sus capas exteriores, de varios cientos de kilómetros de espesor. Precisamente allí comienza buena parte de la deformación que determina cómo se reparte el material tras el impacto.
«La resistencia de los materiales es realmente importante cuando se estudian las colisiones entre cuerpos más pequeños, como asteroides, planetas enanos y lunas —afirma Denton, a quien se le ocurrió la idea de aplicar este concepto a la Luna de la Tierra mientras trabajaba en un artículo anterior sobre la formación del sistema Plutón-Caronte. Y continñua—: No estábamos seguros de si sería relevante para nuestra Luna o no. Cuando realizamos las simulaciones, descubrimos que, de hecho, es bastante importante».
Traducción realizada con la versión gratuita del traductor DeepL.com
Cómo se simuló la colisión entre la Tierra y Theia
En las simulaciones se empleó una técnica denominada hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH, por sus siglas en inglés). Este método representa los cuerpos como conjuntos de cientos de miles de partículas y calcula cómo evolucionan su temperatura, presión, gravedad, densidad y movimiento.
Los investigadores recrearon el escenario clásico del gran impacto, considerado durante décadas la principal explicación del origen de la Luna. La proto-Tierra tenía alrededor del 88 % de la masa terrestre actual y Theia, cerca del 13 %. Ambos cuerpos poseían un núcleo de hierro y un manto rocoso, chocaban con un ángulo próximo a 45 grados y lo hacían a una velocidad similar a la necesaria para escapar de su atracción gravitatoria mutua.
Después, Denton ys su colegas repitieron el experimento modificando la temperatura inicial y, con ella, la consistencia geológica de los dos mundos.
Las simulaciones que ignoran la resistencia de las rocas generan un disco de escombros del que surgiría la Luna lentamente (arriba); al incorporar esa propiedad, puede aparecer una protoluna casi intacta desde el comienzo (abajo). Cortesía: SwRI.
Una protoluna formada en unas cinco horas
Cuando se ignoraba la resistencia de las rocas, el resultado reproducía el guion tradicional: aproximadamente el 91 % de Theia era absorbido por la Tierra y una pequeña parte de su manto quedaba convertida en un disco de material fundido y vaporizado. La Luna tendría que haberse ensamblado después dentro de ese anillo.
Al activar la resistencia geológica, todo cambiaba. Incluso con una temperatura superficial próxima a los 2.000 grados kelvin —unos 1.727 ºC—, Theia seguía siendo un cuerpo mayoritariamente sólido, aunque próximo a la fusión y muy debilitado. Durante el roce con la Tierra, una parte del protoplaneta rebotaba, se estiraba y acababa dividida en dos grandes fragmentos.
El interior volvía a caer sobre nuestro planeta, mientras que el exterior recibía el impulso gravitatorio necesario para quedar en órbita.
En solo unas cinco horas había aparecido una protoluna prácticamente intacta. El objeto era casi con seguridad una bola de roca fundida, estaba compuesto sobre todo por material del manto de Theia y poseía inicialmente unas 1,8 veces la masa de la Luna actual.
Al modificar ligeramente la velocidad de la colisión, los investigadores obtuvieron satélites de entre 1,46 y 1,71 masas lunares. La pérdida posterior de material podría haber acercado su masa a la de la Luna que observamos hoy.
El efecto de «pasear al perro»
El proceso no era limpio. En sus primeros pasos alrededor de la Tierra, la protoluna describía una órbita muy excéntrica y pasaba peligrosamente cerca del planeta. Las fuerzas de marea arrancaban parte de su materia, que formaba una especie de cordón dirigido hacia la Tierra.
Ese tirón transfería momento angular y alejaba progresivamente al satélite, un mecanismo que los investigadores comparan gráficamente con pasear al perro:la correa de material que se extiende hacia la Tierra contribuye a impulsar el satélite en dirección contraria.
Después de 36 horas de simulación, la protoluna caliente seguía intacta y su órbita comenzaba a estabilizarse.
Adeene Denton, científica planetaria del Southwest Research Institute y autora principal del estudio que propone que la Luna pudo formarse casi intacta en apenas cinco horas.
Por qué una Theia más dura no sobrevivía mejor
Lo más sorprendente es que una Theia más fría y resistente no tenía más posibilidades de sobrevivir. Sucedía lo contrario. Con una temperatura superficial de unos 400 grados kelvin, el Theia soportaba mejor la deformación y se mantenía demasiado unido. Tras el primer choque, el protoplaneta regresaba como un bloque compacto y terminaba fusionándose casi por completo con la Tierra. Solo dejaba un disco de escombros del que la Luna tendría que formarse posteriormente.
En el escenario intermedio, con unos 800 grados kelvin, surgía un satélite provisional, pero era demasiado pequeño y cercano: las mareas terrestres lo despedazaban unas horas después.
La clave no era que Theia fuese muy débil o muy resistente, sino que pudiera deformarse y dividirse de la manera adecuada. La ruptura en dos grandes masas generaba el juego de fuerzas gravitatorias necesario para lanzar el fragmento exterior a una órbita estable.
🗣️ «La geología preexistente del protoplaneta importa —resume Denton—. Cuando se simula la Tierra y el precursor de la Luna como cuerpos con propiedades geológicas, cambia la forma en que la Luna surge del impacto».
La temperatura de Theia podría revelar cuándo nació la Luna
Este resultado conecta por primera vez la mecánica de la colisión con el momento en que pudo ocurrir. Los embriones planetarios comenzaron su existencia muy calientes y se fueron enfriando con el paso del tiempo. Por eso, conocer el estado térmico de Theia podría ayudar a determinar cuándo se produjo el gran impacto.
Una Theia caliente y cercana a la fusión sería compatible con una colisión relativamente temprana, ocurrida durante los primeros 60 millones de años del sistema solar. Ese escenario favorecería la formación directa de una protoluna.
Si el impacto sucedió entre 100 y 150 millones de años después, Theia habría tenido más tiempo para enfriarse. En ese caso, la Luna probablemente habría surgido mediante la acumulación progresiva del material de un disco.
La astrofísica estadounidense Robin Canup, una de las mayores especialistas mundiales en el origen lunar y ajena al nuevo estudio, considera que los resultados pueden conectar las propiedades actuales de la Luna —incluido posiblemente su contenido de materiales volátiles— con el estado térmico de la Tierra y Theia en el momento del impacto.
Una Luna más antigua de lo que indican muchas rocas
La posibilidad de una colisión temprana encaja con una investigación publicada en Nature en 2024. Francis Nimmo, Thorsten Kleine y Alessandro Morbidelli propusieron que la Luna se formó durante las primeras decenas de millones de años del Sistema Solar y experimentó posteriormente un recalentamiento global causado por las mareas terrestres.
Ese episodio habría ocurrido hace unos 4.350 millones de años y habría fundido de nuevo buena parte del interior lunar. El calor pudo reiniciar los relojes geológicos de numerosas rocas y hacer que la Luna pareciera más joven.
El modelo permite reconciliar las edades cercanas a 4.350 millones de años obtenidas en muchas muestras con la existencia de cristales de circón de hasta unos 4.510 millones de años.
Otras investigaciones recientes sobre el origen lunar
La formación rápida de la Luna tampoco aparece por primera vez en este estudio. En 2022, un equipo encabezado por Jacob Kegerreis, físico del Instituto de Cosmología Computacional, en la Universidad Durham (Reino Unido), utilizó simulaciones de altísima resolución para demostrar que un fragmento de gran tamaño podía quedar atrapado directamente en órbita tras la colisión. El trabajo planteaba un posible origen inmediato de la Luna como satélite posterior al impacto.
La nueva investigación identifica ahora un mecanismo físico concreto —la combinación de temperatura y resistencia geológica— que puede favorecer ese nacimiento acelerado.
La química aporta otra pieza. Un estudio dado a conocer en Science en 2025 analizó los isótopos de hierro de muestras lunares, rocas terrestres y meteoritos. Sus autores concluyeron que Theia se originó en el Sistema Solar interior, posiblemente algo más cerca del Sol que la Tierra.
Ambos mundos pudieron formarse en regiones relativamente próximas y a partir de depósitos de materiales parecidos. Esta vecindad ayudaría a explicar su semejanza isotópica, aunque no resuelve completamente el problema.
Por último, una investigación dirigida por los investigadores de la Universidad de Bristol Harrison Davies y Philip J Carte plantea una alternativa todavía más compleja: la Luna pudo crecer mediante una cadena de tres o más impactos. Las sucesivas colisiones habrían ido aportando material y podrían explicar mejor la semejanza compositiva entre la Tierra y su satélite sin exigir un único impacto con condiciones extraordinariamente precisas, podemos leer en el Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Lo que el nuevo estudio todavía no puede demostrar
Las simulaciones no constituyen una reconstrucción definitiva del nacimiento lunar. El equipo exploró un intervalo limitado de temperaturas, velocidades y ángulos de impacto. Además, los cálculos solo siguieron las primeras 24 o 36 horas de evolución.
La supervivencia de una protoluna resulta extremadamente sensible a pequeñas variaciones. Un cambio de apenas uno o dos grados en el ángulo de la colisión puede separar un satélite estable de otro condenado a caer sobre la Tierra o ser despedazado por las mareas.
El modelo tampoco resuelve por sí solo el enigma isotópico. En casi todas las simulaciones, la protoluna continúa formada mayoritariamente por material del manto de Theia.
Aun así, el estudio introduce una propiedad física fundamental que se había dejado fuera: antes de fundirse, un planeta continúa siendo una estructura geológica. Incluso durante uno de los impactos más violentos de la historia del sistema solar, la capacidad de las rocas para resistir, deformarse y romperse pudo decidir si la Luna nació lentamente de un anillo de escombros o apareció casi entera en el cielo terrestre apenas cinco horas después de la catástrofe.
«Ahora sabemos que el estado geofísico de la Tierra y de Theia desempeña un papel fundamental a la hora de determinar el resultado de la colisión», comenta la coautora del estudio, Namya Baijal, estudiante de doctorado del grupo de Asphaug. Y concluye—: Esto nos ofrece una nueva forma de explorar las condiciones del impacto y lo que estas podrían revelar sobre el origen de la Luna».▪️(9-septiwmbre-2026)
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- Una Luna formada en apenas cinco horas: las simulaciones muestran que el gran impacto entre la Tierra primitiva y Theia pudo dejar una protoluna casi intacta en órbita.
- La resistencia de las rocas cambia el resultado: los modelos anteriores trataban ambos cuerpos como fluidos, pero el nuevo trabajo incorpora su capacidad para resistir, deformarse y fracturarse.
- El calor pudo favorecer el nacimiento lunar: una Theia muy caliente, pero todavía sólida, se dividía tras el impacto y uno de sus grandes fragmentos quedaba atrapado alrededor de la Tierra.
- Una Theia más fría no sobrevivía mejor: al ser más rígida, permanecía demasiado cohesionada, volvía a chocar con la Tierra y producía un disco de escombros.
- La colisión pudo ocurrir muy pronto: el escenario de una Theia caliente sería compatible con un impacto durante los primeros 60 millones de años de la historia del sistema solar.
- El enigma químico continúa abierto: la nueva simulación no explica por completo por qué la Tierra y la Luna presentan composiciones isotópicas tan parecidas.
- No es una reconstrucción definitiva: los resultados dependen mucho del ángulo, la velocidad y la temperatura del impacto, y las simulaciones solo siguen las primeras decenas de horas.
Información facilitada por la Universidad de Arizona
Fuente: C. Adeene Denton et al. Collisional Capture of an Intact Moon Depends on Strength. The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae91e9
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