Une équipe d'astrophysique de l'Université de l'Oklahoma explique pourquoi la croissance de Mars a été ralentie par une instabilité orbitale parmi les planètes géantes du système solaire externe dans une nouvelle étude sur l'évolution du jeune système solaire. L'étude de l'OU s'appuie sur le modèle de Nice largement accepté, qui invoque une instabilité planétaire pour expliquer de nombreux aspects particuliers observés du système solaire extérieur. Un modèle d'OU a utilisé des simulations informatiques pour montrer comment l'accrétion de la planète (croissance) est stoppée par l'instabilité du système solaire externe. Sans ça, Mars aurait peut-être pu devenir un plus grand, planète habitable comme la Terre.

"Cette étude offre une solution simple et plus élégante pour expliquer pourquoi Mars est petite, stérile et inhabitable, " a déclaré Matthew S. Clément, Étudiant diplômé de l'OU au Département de physique et d'astronomie Homer L. Dodge, OU Collège des Arts et des Sciences. "La dynamique particulière de l'instabilité entre les planètes géantes a empêché Mars de devenir une planète de masse terrestre."

Clément et Nathan A. Kaib, Professeur d'astrophysique de l'OU, travaillé avec Sean N. Raymond, l'Université de Bordeaux, La France, et Kevin J. Walsh, Institut de recherche du Sud-Ouest, étudier l'effet de l'instabilité du modèle de Nice sur le processus de formation des planètes terrestres. L'équipe de recherche a utilisé les ressources informatiques fournies par le Centre de superinformatique de l'OU pour l'éducation et la recherche et le projet de calcul à l'échelle péta de Blue Waters pour effectuer 800 simulations informatiques de ce scénario.

Le but de cette étude était d'étudier des systèmes simulés qui ont également produit des planètes semblables à la Terre avec des analogues de Mars. Des données géologiques récentes de Mars et de la Terre indiquent que la période de formation de Mars était environ 10 fois plus courte que celle de la Terre, ce qui a conduit à l'idée que Mars a été laissée en tant qu'« embryon planétaire échoué » lors de la formation des planètes intérieures du Soleil. L'instabilité des premières planètes modélisée dans cette étude fournit une explication naturelle à la façon dont Mars a émergé du processus de formation de la planète en tant qu'« embryon échoué ».

Le succès des simulations de formation de planètes terrestres pour cette étude s'est avéré lié à l'évolution détaillée des deux planètes géantes du système solaire, Jupiter et Saturne. Les systèmes de l'étude où les orbites post-instabilité de Jupiter et de Saturne étaient les plus similaires à leurs orbites actuelles réelles ont également produit des systèmes de planètes terrestres qui ressemblaient au système solaire actuel.

Un document, "La croissance de Mar ralentie par une instabilité précoce de la planète géante, " a été publié dans la version en ligne de la revue scientifique Icare .