Theia è un ipotetico antico pianeta del Sistema Solare primordiale che, secondo l'ipotesi dell'impatto gigante, si scontrò con la proto-Terra circa 4,5 miliardi di anni fa; parte del materiale espulso durante l'impatto si riaggregò successivamente formando la Luna. Le simulazioni delle collisioni supportano l'idea che i due superplume (Large Low-Shear-Velocity Provinces, LLSVP) presenti nel mantello inferiore terrestre possano essere resti di Theia.
Si ipotizza che Theia avesse dimensioni simili a quelle di Marte e che si sia probabilmente formata nei punti lagrangiani L4 o L5 dell'orbita terrestre, sebbene alcune ipotesi suggeriscano, in modo dibattuto, che possa essersi formata nel Sistema Solare esterno, migrando successivamente nell'orbita terrestre, e che possa aver fornito gran parte dell'acqua presente sulla Terra.
Nome
Nella mitologia greca, Theia era una delle Titani, sorella e successivamente moglie di Iperione, nonché madre di Selene, la dea della Luna. Questo mito richiama il ruolo teorico attribuito al pianeta Theia nella formazione della Luna.
Orbita
Si ipotizza che Theia orbitasse nel sistema Terra-Sole in una configurazione corrispondente ai punti lagrangiani L4 o L5, dove avrebbe potuto mantenere una posizione relativamente stabile. Se così fosse stato, avrebbe potuto accrescersi fino a raggiungere dimensioni paragonabili a quelle di Marte. Successive perturbazioni gravitazionali, esercitate da Venere, potrebbero averla deviata su una traiettoria di collisione con la Terra primordiale.
Studi successivi hanno esaminato anche altre possibili orbite nel Sistema Solare interno. Questa ipotesi è supportata dall'analisi isotopica delle rocce lunari e terrestri.
Dimensioni del pianeta Si ritiene comunemente che Theia avesse dimensioni paragonabili a quelle di Marte, con una massa pari a circa il 10% di quella della Terra attuale. Tuttavia, le sue dimensioni non sono certe: alcuni autori hanno ipotizzato che potesse essere stata più grande, con una massa pari a circa il 30% o addirittura al 40–45% di quella terrestre, risultando così quasi equivalente, per massa, alla proto-Terra.
Collisione
Secondo l'ipotesi dell'impatto gigante, Theia orbitava attorno al Sole seguendo un'orbita molto simile a quella della proto-Terra, rimanendo nelle vicinanze di uno dei due punti lagrangiani più stabili del sistema Terra-Sole (L4 oppure L5). Theia sarebbe stata infine allontanata da questa configurazione, probabilmente a causa dell'influenza gravitazionale di Giove, Venere o di entrambi, dando origine alla collisione con la Terra primordiale.
Nella formulazione originaria dell'ipotesi si riteneva che Theia avesse colpito la Terra con un impatto radente, espellendo numerosi frammenti sia della proto-Terra sia di Theia. Tali detriti avrebbero dato origine a un unico corpo destinato a diventare la Luna oppure a due lune che, successivamente, si sarebbero fuse formando l'attuale satellite naturale. Secondo questa interpretazione, un impatto frontale avrebbe invece distrutto entrambi i pianeti, formando temporaneamente una seconda fascia di asteroidi tra le orbite di Venere e Marte.
Al contrario, prove pubblicate nel gennaio 2016 suggeriscono che l'impatto sia stato effettivamente frontale e che i resti di Theia siano oggi presenti sia sulla Terra sia sulla Luna.
Le simulazioni indicano inoltre che, nello scenario classico dell'impatto gigante, in cui Theia era sensibilmente più piccola della proto-Terra, essa avrebbe contribuito a circa il 70–90% della massa complessiva della Luna.
Ipotesi
Fin dagli inizi dell'astronomia moderna sono state proposte almeno quattro ipotesi sull'origine della Luna:
Un unico corpo si sarebbe diviso dando origine alla Terra e alla Luna;
La Luna sarebbe stata catturata dalla gravità terrestre (come è avvenuto per molti dei piccoli satelliti dei pianeti esterni);
La Terra e la Luna si sarebbero formate contemporaneamente durante l'accrescimento del disco protoplanetario;
Lo scenario dell'impatto con Theia descritto in precedenza.
I campioni di rocce lunari riportati sulla Terra dagli astronauti delle missioni Apollo si sono rivelati molto simili, per composizione, alla crosta terrestre; ciò suggerisce che siano stati strappati dalla Terra nel corso di un violento evento d'impatto.
È inoltre possibile che i grandi superplume individuati in profondità nel mantello terrestre siano frammenti di Theia. Nel 2023, simulazioni al computer hanno ulteriormente rafforzato questa ipotesi.
Composizione
La composizione di Theia e il grado di differenza rispetto alla Terra sono ancora oggetto di dibattito. È considerato improbabile che Theia possedesse una composizione isotopica esattamente identica a quella della proto-Terra. Uno dei principali vincoli è rappresentato dal fatto che numerosi rapporti isotopici misurati nelle rocce lunari risultano pressoché identici a quelli delle rocce terrestri. Ciò implica che i due corpi siano stati ampiamente omogeneizzati durante la collisione oppure che la composizione isotopica di Theia fosse molto simile a quella terrestre.
Tuttavia, uno studio pubblicato nel 2020 ha mostrato che le rocce lunari presentano una variabilità nella composizione isotopica dell'ossigeno maggiore di quanto ritenuto in precedenza. Alcuni campioni differiscono maggiormente da quelli terrestri e i valori più divergenti, probabilmente provenienti dagli strati più profondi del mantello lunare, potrebbero rappresentare una traccia più fedele della composizione originaria di Theia. Questo risultato suggerisce inoltre che Theia possa essersi formata a una distanza dal Sole superiore rispetto alla Terra.
Note
Categoria:Sistema solare Categoria:Pianeti ipotetici