Ett astrofysikteam från University of Oklahoma förklarar varför Mars -tillväxten hämmades av en orbital instabilitet bland det yttre solsystemets jätteplaneter i en ny studie om utvecklingen av det unga solsystemet. OU-studien bygger på den allmänt accepterade Nice-modellen, som åberopar en planetarisk instabilitet för att förklara många märkliga observerade aspekter av det yttre solsystemet. En OU -modell använde datorsimuleringar för att visa hur planets ackretion (tillväxt) stoppas av det yttre solsystemets instabilitet. Utan det, Mars kunde möjligen ha blivit en större, beboelig planet som jorden.

"Denna studie erbjuder en enkel och mer elegant lösning på varför Mars är liten, karg och obebodd, "sade Matthew S. Clement, OU -doktorand vid Homer L. Dodge Institutionen för fysik och astronomi, OU College of Arts and Sciences. "Den speciella dynamiken i instabiliteten mellan de gigantiska planeterna hindrade Mars från att växa till en jordmassplanet."

Clement och Nathan A. Kaib, OU astrofysikprofessor, arbetade med Sean N. Raymond, universitetet i Bordeaux, Frankrike, och Kevin J. Walsh, Southwest Research Institute, att undersöka effekten av Nice -modellens instabilitet på processen för markbunden planetbildning. Forskargruppen använde beräkningsresurser som tillhandahålls av OU Supercomputing Center for Education and Research och Blue Waters upprätthållande dataprojekt i liten skala för att utföra 800 datorsimuleringar av detta scenario.

Målet med denna studie var att undersöka simulerade system som också producerade jordliknande planeter med Mars-analoger. Nya geologiska data från Mars och jorden indikerar att Mars bildningstid var cirka 10 gånger kortare än jordens, vilket har lett till tanken att Mars lämnades kvar som ett ”strandat planetembryo” under bildandet av solens inre planeter. Den tidiga planetinstabiliteten som modellerats i denna studie ger en naturlig förklaring till hur Mars kom ut ur processen för planetbildning som ett 'strandat embryo'.

Framgången för de markbundna planetformationssimuleringarna för denna studie befanns vara knuten till den detaljerade utvecklingen av solsystemets två jätteplaneter - Jupiter och Saturnus. System i studien där Jupiter och Saturns banor efter instabilitet var mest lik deras faktiska strömbanor producerade också system av markplaneter som liknade det nuvarande solsystemet.

Ett papper, "Mars tillväxt hämmas av en tidig jätteplanets instabilitet, "har publicerats i onlineversionen av den vetenskapliga tidskriften Ikarus .