LESIA - Observatoire de Paris

La planète Mercure

mardi 25 septembre 2018, par Alain Doressoundiram

 Mercure : généralités

Mercure est la plus petite des planètes telluriques, et représente donc, avec la Lune, une situation extrême dans le processus de formation planétaire. À une époque où l’exploration spatiale du système solaire n’a jamais été aussi intense et systématique, Mercure reste une planète entourée de mystères. En effet, le peu que l’on sait de la plus proche voisine du Soleil est fascinant. Mercure est dotée d’un énorme noyau de fer, d’un champ magnétique inattendu, d’une activité tectonique unique, et l’on suspecte même la présence de glace d’eau au fond des cratères polaires. Jusqu’à présent, 2 sondes ont exploré la planète de fer : Mariner-10 qui en 1974-1975 obtient les premières images de la planète de fer, et surtout, la sonde de la NASA, MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) qui, en orbite entre 2011 et 2015 effectue pour la première fois une étude détaillée de la planète. Mercure est l’objet d’une très grande attention de la communauté scientifique européenne depuis la sélection du projet de mission ESA BepiColombo. Cette dernière, dans les starting block pour un lancement en octobre 2018, s’avère être la mission d’exploration la plus sophistiquée jamais réalisée avec pas moins de trois vaisseaux à gérer simultanément. Elle devrait à son arrivée en 2025 répondre à des questions restées en suspens comme l’origine du champ magnétique, l’interaction de la magnétosphère hermienne avec le vent solaire, l’histoire volcanique de la planète ou encore la nature de ces fameux « hollows », zones brillantes, « bleues » et actives à la surface.

Mosaïques d'images de la surface cratérisée de Mercure
Mosaïques d’images de la surface cratérisée de Mercure

Credit : NASA/Mariner 10

Située à une distance moyenne de 58 millions de km du Soleil et avec une taille de 4900 km, Mercure est à la fois la plus proche et la plus petite des planètes internes. Son orbite très elliptique, c’est à dire très allongée (l’excentricité est de 0,2) mène la planète au plus près à 7 millions de km et au plus loin à 70 millions de km du Soleil. C’est un objet du ciel brillant et connu depuis l’antiquité.

Comme la Lune, Mercure n’a pas d’atmosphère. Si vous vous teniez à la surface de Mercure, vous seriez plongés dans l’obscurité de l’espace, car l’atmosphère ne diffuse pas la lumière du Soleil. C’est la diffusion de l’atmosphère qui est responsable du bleu du ciel sur Terre. A cause de l’absence d’atmosphère qui retient la chaleur, les variations de température diurne/nocturne sont très fortes : 430°C/-170°C.

Une intense cratérisation

Toujours situé au voisinage du Soleil ( moins de 27°), Mercure se présente comme un très mince croissant, difficilement observable. Mercure a une rotation lente (58 jours alors que sa période orbitale est de 88 jours) ce qui rend encore plus difficile toute observation à partir du sol. Il aura donc fallu attendre les années 1974-1975 et le survol de la planète par Mariner 10, pour avoir les premières images de la surface. Depuis, une autre sonde, MESSENGER, sest mis en orbite autour de la planète entre 2011 et 2015. Et bientôt, la mission européenne et japonaise BepiColombo l’étudiera en profondeur, à partir de 2025.

Caloris basin
Caloris basin

Caloris basin, un énorme bassin d’impacts, est un des points les plus chauds de Mercure - Credits NASA/Mariner 10

Ces images révèlent une surface caractérisée par une intense cratérisation. Tout comme la Lune, Mercure présente une surface criblée de cratères de toutes tailles.

Caloris basin

Caloris Basin est la plus importante structure du relief hermien (de Mercure). C’est un bassin de près de 1350 km de diamètre, créé sans doute par un impact géant au tout début de la formation de Mercure. Ce bassin a ensuite été rempli de lave.

Objectif Mercure

Une des plus grandes surprises de Mariner a été de découvrir que Mercure possédait un champ magnétique similaire à celui de la Terre, bien que beaucoup plus faible. En 1991, des astronomes ont pu, grâce à des observations radar, mettre en évidence des points brillants aux pôles. Est ce de la glace d’eau ? Comment peut-elle subsister aux températures extrêmes de Mercure ? La glace peut subsister au fond des cratères perpétuellement à l’ombre, donc jamais exposés aux rayons du Soleil.

Pôle sud de Mercure
Pôle sud de Mercure

De la glace d’eau est sans doute présente aux pôles de Mercure - Credits NASA/Mariner 10