Mercure (planète)
Mercure
Mercure : symbole astronomique
Mosaïque de photos de Mercure prises par Mariner 10
Mosaïque de photos de Mercure prises par Mariner 10
Caractéristiques orbitales
(Époque J2000.0)
Demi-grand axe 57 909 176 km
(0,38709893 ua)
Aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus éloigné de l' étoile, autour duquel il tourne.) 69 817 079 km
(0,46669835 ua)
Périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète, etc.) qui est le plus rapproché du Soleil (grec : helios)...) 46 001 272 km
(0,30749951 ua)
Circonférence orbitale ~360 000 000 km
(2,406 ua)
Excentricité (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) 0,20563069
Période de révolution 87,96934 d
Période synodique 115,8776 d
Vitesse orbitale moyenne 47,36 km/s
Vitesse orbitale maximale 58,98 km/s
Vitesse orbitale minimale 38,86 km/s
Inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence (généralement le plan de l'écliptique, c'est-à-dire le plan...) 7,00487°
Nœud ascendant 48,33167°
Argument du périhélie 29,12478°
Satellites Aucun
Caractéristiques physiques
Rayon équatorial 2 439,7 km
(0,383 Terre)
Rayon polaire 2 440 km
(0,384 Terre)
Périmètre équatorial 15 329,1 km
Superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface »...) 7,5×107 km²
(0,147 Terre)
Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 6,083×1010 km³
(0,056 Terre)
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...) 3,302×1023 kg
(0,055 Terre)
Masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer la...) 5,427 kg/m³
Gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) 3,701 m/s²
(0,377 g)
Vitesse de libération (La vitesse de libération (aussi appelée vitesse d'évasion, vitesse parabolique, vitesse de fuite, ou vitesse d'échappement, en anglais escape...) 4,435 km/s
Période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour faire un tour sur lui même. Par exemple, la Terre a une période de rotation d'environ 24 heures.)
(jour sidéral)
58,6462 d
Vitesse (On distingue :) de rotation
(à l'équateur)
10,892 km/h
Inclinaison de l'axe ~0,01°
Albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1, avec 0 correspondant au noir,...) moyen 0,106
Température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) de surface
  • Min. : 90 K =-183°C
  • Moy. : 452 K =179°C
  • Max. : 700 K =427°C
Caractéristiques de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :)
Pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.) 2×10-7 Pa
Potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de l’arabe : القَلْيَه al-qalyah) et de numéro atomique 19.) K 31,7 %
Sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux...) Na 24,9 %
Oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) monoatomique O 9,5 %
Argon Ar 7,0 %
Hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il ouvre la série des gaz nobles dans le tableau périodique des éléments. Son point d'ébullition est le...) He 5,9 %
Oxygène O2 5,6 %
Azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique...) N 5,2 %
Dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de...) CO2 3,6 %
Eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) H2O 3,4 %
Hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) H2 3,2 %
Découverte
Découveur Inconnu
Date Connue depuis les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) préhistoriques
Comparaison des tailles de Mercure et de la Terre
Comparaison des tailles de Mercure et de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...)

Mercure est la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...) la plus proche du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...) et la plus petite du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre...). Elle est de type tellurique comme la Terre, et doit son nom au dieu romain Mercure. Elle ne possède aucun satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus grand que lui-même et qui n'est pas d'origine humaine, par opposition aux satellites artificiels. De tels objets...). Sa magnitude apparente (En astronomie, la magnitude apparente mesure la luminosité — depuis la Terre — d'une étoile, d'une planète ou d'un autre objet céleste. Cette grandeur a la...) varie entre -0,4 et 5,5. Mercure est une planète difficile à observer car elle est proche du Soleil et n'est donc observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle de valeurs d'un paramètre physique, ou plus...) qu'au lever et au coucher de celui-ci.

Mercure est encore une planète mystérieuse puisque seulement 40–45% de sa surface est connue. À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...), seule la sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant dans le...) Mariner 10 (Mariner 10 était la dernière sonde spatiale du programme Mariner. Elle fut envoyée par la NASA le 3 novembre 1973, soit environ deux ans après la sonde...) (1974–1975) a survolé la planète — par 3 fois. À chaque survol, Mercure présentait la même face au Soleil, c'est pourquoi la planète n'a pu être totalement cartographiée par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les mesures in situ (champs électriques...).

Mercure dans l'Antiquité

Mercure est connue depuis que les hommes s'intéressent au ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) nocturne ; la première civilisation à en avoir laissé des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la...) écrites est la civilisation sumérienne (IIIe millénaire (Un millénaire est une période de mille années, c'est-à-dire de dix siècles.) av. J.-C.) qui la nommait " Ubu-idim-gud-ud ", mais elle était probablement connue depuis bien avant.[réf. nécessaire] Les Sumériens avaient remarqué un point (Graphie) lumineux qui se déplaçait près de L'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien...) et qui était le plus facilement observable juste avant le lever et après le coucher du Soleil.[réf. nécessaire]

Les premiers écrits d'observations détaillées de Mercure nous viennent des Babyloniens. Les Babyloniens donnaient à cet astre qu'ils associaient au dieu Nebo, le nom de " gu-ad " ou " gu-utu ". Ils sont également les premiers à avoir étudié le mouvement apparent de Mercure, qui est différent de celui des autres planètes.[réf. nécessaire]

Les astronomes chinois avaient également remarqué cette planète qu'ils nommaient " Shui xing ", tandis que les Égyptiens (qui lui ont donné le nom de " Sabkou ") l'associaient à Djéhouty (connu des Grecs sous le nom de Thot), dieu de la sagesse.[réf. nécessaire]

Les Grecs quant à eux lui avaient assigné deux noms : Apollon (Apollon (en grec ancien ?π?λλων / Apóllôn, en latin Apollo) est le dieu archer grec de la clarté solaire, de la raison, des arts et plus précisément de la musique et de la poésie. Il est également dieu...) lorsqu'elle était visible à l'aube et Hermès lorsqu'elle était visible au crépuscule ; bien que Pythagore aurait "démontré" qu'il s'agissait du même astre. L'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) Héraclite du Pont (Un pont est une construction qui permet de franchir une dépression ou un obstacle (cours d'eau, voie de communication, vallée, etc.) en passant par-dessus cette séparation. Le franchissement supporte le...) suggéra même que Mercure et Vénus pouvaient tourner autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) du Soleil et non pas autour de la Terre, alors que le modèle du système solaire était encore à l'époque celui du géocentrisme (Le géocentrisme est une conception du monde et de l'univers, qui place la Terre immobile, en son centre. Cette conception date de l'antiquité et a été...).[réf. nécessaire]

C'est des Romains que nous vient le nom de " Mercure ", qui correspondait à Hermès pour les Grecs, messager des dieux, et dieu protecteur des commerçants, des médecins et des voleurs. L'association de la planète au dieu Mercure vient probablement[réf. nécessaire] du fait que la planète se déplace rapidement dans le ciel, rappelant la célérité (La célérité (traditionnellement notée c) est la vitesse de propagation d'un phénomène ondulatoire. Elle varie selon les composantes fréquentielles de l'onde et son milieu de propagation.) de la divinité gréco-romaine. Le symbole astronomique (Les symboles astronomiques sont des symboles utilisés pour représenter divers objets célestes, des positions particulières d'objets célestes ou certains événements propres...) de Mercure est un cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du...) posé sur une croix et portant un demi-cercle en forme de cornes (Unicode : ?). C'est une représentation du caducée du dieu Hermès. Mercure laissa également son nom au troisième jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) de la semaine, mercredi (" Mercurii dies ").

Caractéristiques physiques

Atmosphère

L'atmosphère de Mercure est quasi-inexistante ; on n'en décèle que quelques traces. Elle est extrêmement ténue à cause de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et de la faible gravité de la planète, à tel point que les molécules de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un...) de l'atmosphère entrent plus souvent en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) avec la surface de la planète qu'avec d'autres molécules de gaz. Il est d'ailleurs plus approprié de parler de l'exosphère (L'exosphère est la dernière couche d'atmosphère terrestre qui se situe au-dessus de la thermosphère. Cette couche se définit comme la région de l'atmosphère où les...) de Mercure que de son " atmosphère ". Dans la plupart des cas, on peut la négliger et considérer Mercure comme privée d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air...).

Cette atmosphère est principalement composée de potassium (31 %), de sodium (25 %) et d'oxygène (9,5 %). Ainsi que d'argon de néon (Le néon est un élément chimique, de symbole Ne et de numéro atomique 10.) d'hydrogène et d'hélium.

Mariner 10 mit en évidence une ionosphère (L’ionosphère est une région de l'atmosphère située entre la mésosphère et la magnétosphère, c'est-à-dire entre 60 et 800 km d'altitude....) d'au plus un cent-millième de celle de la Terre.[réf. nécessaire]

Le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent...) et le dégazage du sol expliquent cette " atmosphère " transitoire, d'une très faible pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de 200×10-9 Pa.

Les atomes composant l'atmosphère de Mercure sont continuellement libérés dans l'espace, avec une " durée de vie " moyenne (ou de demi-vie) d'un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner...) de potassium (ou de sodium) d'environ trois heures durant le jour mercurien, et seulement la moitié — soit une heure (L'heure est une unité de mesure  :) trente — lorsque la planète est au périhélie, c'est-à-dire au plus proche du Soleil. Ils sont cependant constamment renouvelés par divers mécanismes.

Le sodium et le potassium, ainsi que l'argon et une bonne part du néon proviennent du dégasage résiduel des roches. Alors que l'hydrogène et l'hélium proviennent principalement de la capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de l'objet céleste aboutit à...) des ions du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à tous les...) solaire par la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou organisés par son champ magnétique.) de Mercure.

Les impacts météoritiques qui éjectent des particules arrachées à la surface de la planète, contribuent aussi à la formation de cette mince atmosphère. Ces météorites apportent elles-mêmes de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) et pourraient d'ailleurs être la source du potassium et du sodium détectés dans l'atmosphère.

Température et lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) du Soleil

Mercure est une planète très chaude. La température moyenne à la surface est 452 K (179°C). C'est la température de stabilisation en dessous du régolite, où le sous-sol n'est plus soumis à l'alternance des "ondes" thermiques de la journée et de la nuit (égales à l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) mercurienne).

Dans l'hémisphère nocturne elle se stabilise vers 90 K (-183°C) à la surface. Mais, elle monte jusqu'à 700 K (427°C) dans l'hémisphère diurne, aux alentours du zénith.

Il est à noter que de part l'inclinaison quasi nul de son axe de rotation, ses zones polaires ne reçoivent les rayons solaires que rasants. Ce qui doit induire une température d'équilibre en sous-sol bien inférieure à celles des latitudes plus basses. Et induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) des températures de surface inférieures à 50 K (-223°C) dans le fond des cratères polaires, où la lumière solaire ne pénètre jamais. De la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) pourrait y être conservée, car à ces températures elle ne se sublime quasiment plus (la pression partielle de vapeur () de la glace est quasiment nulle).

Par comparaison, la température sur Terre varie seulement d'environ 11 K (sans tenir compte du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il...) ou des saisons, uniquement le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) solaire).

Depuis sa surface, le Soleil apparait quatre fois plus gros que sur Terre, et sa lumière est 8,9 fois plus intense avec un flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme...) de rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes...) de : 9126,6 W/m2.

Surface

La surface de Mercure est couverte de cratères. La planète ressemble beaucoup en apparence à la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la...), ne présentant a priori aucun signe d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable...). Pour les astronomes, ces cratères sont très anciens et racontent l'histoire de la formation du système solaire, lorsque les planétésimaux entraient en collision avec les jeunes planètes pour fusionner avec elles. Par opposition, certaines portions de la surface de Mercure semblent lisses, vierges de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) impact. Il s'agit probablement de coulées de lave (La lave est une roche en fusion, plus ou moins fluide, émise par un volcan lors d’une éruption. La lave est issue d'un magma, réserve de roche...) recouvrant un sol plus ancien et plus marqué par les impacts. La lave, une fois refroidie, donnerait lieu à une surface lisse, blanchâtre. Ces plaines datent d'un âge plus récent, postérieur à la période de bombardements intenses.

Le plus remarquable de ces cratères (du moins, sur la portion qui a pu être photographiée) est le Bassin Caloris, un impact météoritique d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi...) d'environ 1300 km et qui fut formé après la chute d'un astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres et qui, à la différence d’une comète, tourne autour du...) d'une taille avoisinant les 150 km il y a près de 3,85 milliards d'années. Son nom (" Caloris ", chaleur en latin) vient du fait qu'il est situé sur l'un des deux " pôles chauds " de la surface de Mercure qui fait directement face au Soleil lorsque la planète est au plus proche de celui-ci. Les cratères d'un diamètre supérieur à 200 m sont appelés " bassins ". Il s'agit d'une grande dépression circulaire avec des anneaux concentriques. Plus tard, de la lave a certainement coulé dans le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le...) et a lissé sa surface. Seule la partie est du bassin a pu être photographiée par la sonde Mariner 10, la partie ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) étant plongée dans l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle se réfléchit cette...) au moment du survol de Mercure.

Discovery Scarp (au centre), l'un des plus importants escarpements photographiés par Mariner 10. Il mesure 350 km de long et coupe deux cratères de 35 et 55 km de diamètre.
Discovery Scarp (au centre), l'un des plus importants escarpements photographiés par Mariner 10. Il mesure 350 km de long et coupe deux cratères de 35 et 55 km de diamètre.

De l'autre côté du bassin se trouve une région très accidentée, de la taille de la France et de l'Allemagne réunies, formée de blocs rocheux désordonnés. Les scientifiques pensent que ces fractures sont le résultat du choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) qui produisit le Bassin Caloris. Les ondes de choc produites par l'impact météoritique ont déformé la face opposée, soulevant le sol à une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 800 m à 1000 m et déformant la surface de Mercure, produisant cette région chaotique.

Par ailleurs, les photographies prises par Mariner 10 révèlent la présence d'escarpements lobés dus à une contraction de la planète lors de son refroidissement. Ce refroidissement entraîna une diminution du rayon de la planète d'environ 2 km, produisant des cassures dans la croûte pour former des crêtes et des plis. Ces escarpements traversent les cratères, les montagnes et les vallées et peuvent atteindre une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de...) de 500 km. Certaines crêtes atteignent des hauteurs d'environ 4 km. L'ancienneté de ces escarpements montre que la planète n'a pas connu d'activité tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures géologiques d'échelle kilométrique et plus (chaînes de montagnes, bassins...) depuis son jeune âge.

Les différentes caractéristiques de la surface de Mercure sont :

  • Les cratères — voir liste des cratères de Mercure.
  • Les Albedos (régions marquées par une réflexion plus forte ou plus faible) — voir liste des albedos de Mercure.
  • Les Dorsa (crête) — voir liste des crêtes de Mercure.
  • Les Montes (montagnes) — voir liste des monts de Mercure.
  • Les Planitiae (plaines) — voir liste des plaines de Mercure.
  • Les Rupes (escarpements) — voir liste des escarpements de Mercure.
  • Les Valles (vallées) — voir liste des vallées de Mercure.

D'anciennes activités volcaniques

Mercure en fausses couleurs. Les couleurs mettent en évidence des régions de composition différente, notamment les plaines lisses issues de coulées de lave (en bas à gauche, en orange).
Mercure en fausses couleurs. Les couleurs mettent en évidence des régions de composition différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans...), notamment les plaines lisses issues de coulées de lave (en bas à gauche, en orange).

La présence de plaines plus jeunes (les plaines lisses) est la preuve que Mercure a connu dans son passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition du...) de l'activité volcanique. L'origine de ces plaines a été mise en évidence à la fin des années 1990 par Mark Robinson et Paul Lucey en étudiant les photographies de Mercure. Le principe était de comparer les surfaces lisses — formées à partir de coulées de laves — avec les autres, non lisses (et plus anciennes). S'il s'agissait bien d'éruptions volcaniques, ces régions devaient être d'une composition différente de celle qu'elles recouvraient, puisque composée de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) venant de l'intérieur de la planète.

Les images prises par Mariner 10 ont d'abord été recalibrées à partir d'images prises en laboratoire avant le lancement de la sonde, et d'images prises durant la mission des nuages de Vénus (Vénus présente une texture plutôt uniforme) et de l'espace profond. Robinson et Lucey ont ensuite étudié divers échantillons de la Lune — qui aurait connu une activité volcanique similaire — notamment la réflexion de la lumière afin de faire un parallèle entre la composition et la réflexion de ces matériaux.

À l'aide de techniques avancées de traitement d'images numériques (qui n'étaient pas possibles à l'époque de la mission Mariner 10), ils ont appliqué un code de couleurs aux images afin de différencier les matériaux minéraux sombres des matériaux métalliques. Trois couleurs ont été utilisées : le rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) pour caractériser les minéraux opaques, sombres (plus le rouge est prononcé, moins il y a de minéraux sombres) ; le vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M,...) pour caractériser à la fois la concentration d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie...) (FeO) et l'intensité du bombardement de micrométéorites, également appelé " maturité " (la présence de FeO est moins importante, ou la région est moins mature, sur les portions plus vertes) ; le bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm....) pour caractériser le rapport UV/lumière visible (l'intensité de bleu augmente avec le rapport). La combinaison (Une combinaison peut être :) des trois images donne des couleurs intermédiaires. Par exemple, une zone en jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :) peut représenter une combinaison d'une forte concentration en minéraux opaques (rouge) et une maturité intermédiaire (vert).

Une plaine lisse recouvrant un ancien bassin de 190 km de diamètre.
Une plaine (Une plaine est une forme particulière de relief, c'est un espace géographique caractérisé par une surface topographique plane, avec des pentes relativement faibles. Elle se trouve...) lisse recouvrant un ancien bassin de 190 km de diamètre.

Robinson et Lucey ont alors remarqué que les plaines étaient marquées de couleurs différentes par rapport aux cratères et ont pu en déduire que ces plaines étaient de composition différente par rapport aux surfaces plus anciennes (caractérisées par la présence de cratères). Ces plaines ont dû, à l'instar de la Lune, être formée par des coulées de lave. De nouvelles questions se posent alors quant à la nature de ces remontées de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du...) en fusion : s'agit-il de simples épanchements fluides, ou d'éruptions explosives ? Cependant, toutes les plaines n'ont peut-être pas pour origine des coulées de lave. Il est possible que certaines se soient formées à partir de retombées de poussières et de fragments du sol, éjectés lors de gros impacts météoritiques.

Certaines éruptions volcaniques ont pu se produire suite à de grosses collisions. Dans le cas du Bassin Caloris, le cratère généré par l'impact devait avoir à l'origine une profondeur de 130 km, atteignant probablement le manteau qui a dû entrer partiellement en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à température...) lors du choc (pression et température très importantes). Le manteau est ensuite remonté lors du réajustement du sol, comblant le cratère.

Ainsi, sachant qu'une partie de la surface de Mercure provient de son intérieur, les scientifiques ont pu en apprendre plus sur la composition interne de la planète.

Composition interne

La planète possède un noyau métallique relativement gros, plus gros que celui de la Terre en proportions. Des recherches récentes suggèrent que ce noyau est liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.)[1]. La composition interne de la planète, est de 70% de métaux (principalement dans le noyau) et 30% de silicate (manteau). La densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure...) moyenne est de 5,430 g/cm³, ce qui est comparable à la densité terrestre (5,515 g/cm³). À partir d'observations depuis la Terre, les astronomes savaient avant même d'envoyer Mariner 10 que Mercure était à peu près aussi dense que la Terre. En revanche, ils ne s'attendaient pas à ce que la croûte de Mercure soit d'une si faible densité, d'après les mesures effectuées par la sonde américaine. Ces résultats indiquent que Mercure possède un énorme noyau métallique occupant 42% du volume planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou...), avec un rayon de 75% de celui de la planète. En comparaison, le noyau de la Terre, lui, ne remplit que 17% de son volume. Ceci implique que Mercure possède — en proportions — une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) de fer deux fois plus importante que tout autre objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné...) du système solaire. C'est la raison pour laquelle on la surnomme parfois " la planète métallique ".

La raison pour laquelle Mercure possède un noyau si gros est encore inconnue et l'un des objectifs principaux des prochaines missions vers Mercure est d'étudier et comprendre la structure interne de la planète. Une réponse qui pourra nous en apprendre beaucoup sur la formation du système solaire.

Cet énorme noyau est recouvert d'un manteau de silicate d'une épaisseur de 500 à 600 km, puis d'une croûte. L'étude du spectre de la planète montre que la surface semble pauvre en métaux, ce qui intrigue les scientifiques. Sur Terre, le fer est abondant en surface. Cet élément est même présent dans chaque couche de la planète. Mercure a dû connaître un processus différent lors de sa formation.

Du fait de son important noyau ferreux et de son importante densité, Mercure est une planète très massive (Le mot massif peut être employé comme :) pour sa petite taille. Par comparaison, Ganymède, un satellite (Satellite peut faire référence à :) de Jupiter, est légèrement plus grande que Mercure pour une masse deux fois plus petite !

La rotation de Mercure

Alors qu'il étudiait Mercure afin d'en dresser une première carte, Schiaparelli avait remarqué après plusieurs années d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) que la planète présentait toujours la même face au Soleil, comme la Lune le fait avec la Terre. Il en conclut alors en 1889 que Mercure était synchronisée par effet de marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux des mers et des océans causé par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil.) avec le Soleil et que sa période de rotation équivalait à une année mercurienne, soit 88 jours terrestres. Cette durée était cependant erronée et il fallut attendre les années 1960 avant que les astronomes ne la revoient à la baisse.

En 1962, des observations par radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) à effet Doppler ont été effectuées par le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour capter les ondes radioélectriques émises par les astres. Ces ondes radio, bien que plus ou moins...) d'Arecibo sur Mercure afin d'en apprendre plus sur la planète et de vérifier si la période de rotation était bien égale à la période de révolution (La période de révolution, est le temps mis par un astre pour accomplir sa trajectoire, ou révolution, autour d’un autre astre. Comme une planète autour du Soleil, ou un satellite autour...). Les températures relevées du côté de la planète censé être toujours exposé à l'ombre étaient trop importantes, ce qui suggéra que cette face sombre était parfois exposée au Soleil. En 1965, les résultats obtenus par Gordon H. Pettengill et Rolf B. Dyce révèlent que la période de rotation de Mercure est en fait de 59 jours terrestres, avec une incertitude de 5 jours. Cette période sera ajustée plus tard, en 1971, à 58,65 jours à ±0,25 jours grâce à des mesures plus précises — toujours par radar — effectuées par R.M. Goldstein. Trois ans plus tard, La sonde Mariner 10 apportera une meilleure précision, mesurant la période de rotation à 58,646±0,005 jours. Il se trouve que cette période est exactement égale aux 2/3 de la révolution de Mercure autour du Soleil ; ce qu'on appelle une résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à...) 3:2. En comparaison avec la Terre, Mercure tourne 59 fois moins vite sur elle-même que notre planète. Mercure ne présente donc pas toujours la même face au Soleil. L'erreur de Schiaparelli était due au fait que la période de rotation réelle de Mercure est presque exactement la moitié de la période synodique (La période synodique d'une planète est le temps mis par cette planète pour revenir à la même configuration Terre-planète-Soleil, c'est-à-dire à la même place dans le...) de Mercure (c'est-à-dire le temps mis par Mercure pour revenir à la même configuration Terre–Mercure–Soleil) par rapport à la Terre.

Pour garder une telle période de rotation en étant aussi proche du soleil, Mercure dispose d'une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) elliptique inclinée de 3,4° (par rapport à l'équateur solaire), ainsi qu'une forte excentricité — 0,2 — ce qui en fait la planète la plus excentrique après Pluton (Pluton, dont la désignation officielle est (134340) Pluton, est la deuxième plus grande planète naine connue du système solaire et le 10e plus grand astre connu orbitant le Soleil. Originellement considérée comme...). La raison pour laquelle les astronomes pensaient que Mercure était verrouillée avec le Soleil est qu'à chaque fois que Mercure était la mieux placée pour être observée, elle se trouvait toujours au même point sur son orbite (en résonance 3:2), présentant ainsi la même face à chaque fois ; ce qui serait aussi le cas si elle était totalement synchronisée avec le Soleil. Cette erreur peut être imputée à la difficulté d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) de la planète avec les moyens de l'époque.

Il est cependant possible que par le passé, Mercure ait connu une période de rotation beaucoup plus rapide. Certains scientifiques avancent cette période jusqu'à 8 heures. Elle aurait progressivement diminué à cause des forces de marée engendrées par le Soleil sur Mercure. D'après les calculs, ce ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la...) de 8 heures à 58,65 jours se serait déroulé sur une période d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) d'années, ce qui implique également un accroissement de la température intérieure de la planète de 100 K.

En raison de sa résonance 3:2, bien qu'un jour sidéral (Un jour sidéral, qui signifie littéralement temps d'étoile, est la durée que met une planète pour faire un tour sur elle-même, indépendamment...) (la période de rotation) dure environ 58,7 jours terrestres, le jour solaire (durée entre deux retours successifs du Soleil au méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre reliant les pôles géographiques. Tous les points de la Terre...) local) dure 176 jours terrestres, c'est-à-dire deux années mercuriennes. Ce qui fait qu'une journée, ainsi qu'une nuit sur Mercure valent exactement une année chacune, soit 88 jours terrestres (presque un trimestre) !

Il en résulte une journée mercurienne plutôt " étrange " pour un observateur qui serait situé à la surface de Mercure. À certains endroits, celui-ci verra le Soleil se lever deux fois dans une même journée ! Ce phénomène s'explique par la variation de la vitesse orbitale (La vitesse orbitale d'un corps céleste, le plus souvent une planète, un satellite naturel, un satellite artificiel ou une étoile binaire, est la vitesse à laquelle il orbite autour du barycentre d'un système à deux corps, soit...) de Mercure. Quatre jours avant le périhélie, la vitesse orbitale de Mercure est exactement égale à sa vitesse de rotation ; le mouvement du Soleil — qui était en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des...) de se lever — semble s'arrêter. Puis au périhélie, la vitesse orbitale de Mercure excède sa vitesse de rotation et le Soleil semble alors avoir un mouvement rétrograde ; il apparaît retourner là d'où il vient, traversant le ciel d'ouest en est, durant environ quatre jours, avant de reprendre un mouvement apparent normal, c'est-à-dire se déplaçant d'est en ouest.

L'orbite de Mercure

Mercure a une orbite très excentrique qui fait varier son rayon de 46 à 70 millions de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...). L'orbite de Mercure connaît une très lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) précession (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous...) du périhélie autour du Soleil. En d'autres termes, son orbite est elle-même en rotation autour du Soleil. Toutes les planètes connaissent une précession, causée par l'influence gravitationnelle des autres corps du système solaire, et celle-ci s'explique par la mécanique newtonienne (La mécanique newtonienne est une branche de la physique. Depuis les travaux d'Albert Einstein, elle est souvent qualifiée de mécanique classique.) pour chacune d'elles, sauf Mercure. En effet, Mercure connaît une précession légèrement plus rapide que celle à laquelle on peut s'attendre en appliquant les lois de la mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets astronomiques tels que les étoiles et planètes à l'aide des...), et se trouve en avance d'environ 43 secondes d'arc par siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une...). Plus précisément cet effet anormal a été détecté en premier sur Mercure, il est dû à la Relativité Générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale qui étend le principe de relativité aux référentiels non-inertiels, est une théorie relativiste de la gravitation,...) (voir plus loin), il est d'autant plus important que l'on est proche du Soleil.

Les astronomes ont donc, dans un premier temps, pensé à la présence d'un ou plusieurs corps entre le Soleil et l'orbite de Mercure, dont l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) gravitationnelle perturberait le mouvement de Mercure. L'astronome français Urbain Le Verrier — qui avait découvert en 1846 la planète Neptune à partir d'anomalies dans l'orbite d'Uranus — se pencha sur le problème et suggéra la présence d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. ...) ceinture d'astéroïdes entre le Soleil et Mercure. Des calculs effectués en prenant compte l'influence gravitationnelle de ces corps devaient alors concorder avec la précession observée.

Le 28 mars 1859, Le Verrier fut contacté par le médecin (Un médecin est un professionnel de la santé titulaire d'un diplôme de docteur en médecine. Il est chargé de soigner les maladies, pathologies, et blessures de ses patients. Son...) français Lescarbault à propos d'une tache noire qu'il aurait vu passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) devant le Soleil deux jours avant et qui était probablement, d'après lui, une planète intramercurienne. Le Verrier postula alors que cette planète — qu'il nomma Vulcain — était responsable des anomalies du mouvement de Mercure et se mit en tête de la découvrir. À partir des informations de Lescarbault, il conclut que Vulcain tournait autour du Soleil en 19 jours et 7 heures à une distance moyenne de 0,14 ua. Il en déduit également un diamètre d'environ 2000 km et une masse d'un dix-septième de celle de Mercure. Cette masse était cependant bien trop faible pour expliquer les anomalies, mais Vulcain était une bonne candidate au corps le plus gros de cette hypothétique ceinture d'astéroïdes interne à Mercure.

Le Verrier profita alors de l'éclipse (Une éclipse correspond à l'occultation d'une source de lumière par un objet physique. En astronomie, une éclipse se produit lorsqu'un objet (comme une planète ou un satellite naturel) occulte une source de lumière (comme une...) de Soleil de 1860 pour mobiliser tous les astronomes français afin de repérer Vulcain, mais personne ne put la trouver. Le Verrier resta cependant confiant après que le professeur Wolf, du Centre de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) des taches solaires à Zurich, ait observé sur le Soleil deux douzaines de taches suspectes. La planète fut recherchée pendant des décennies ; certains astronomes attestèrent l'avoir vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) passer devant le Soleil, parfois plusieurs dirent l'avoir repéré mais à des endroits différents.

Finalement, la réponse vint en 1916 avec la théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un important champ d'étude,...) générale d'Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement allemand, puis apatride (1896), suisse (1901), et enfin...). En appliquant la relativité générale au mouvement de Mercure, on en arrive à la précession mesurée, et il n'y a plus d'anomalies. L'analyse de photographies prises durant une éclipse en 1929 n'apporta aucun signe de la présence de Vulcain. Pourtant en 1970 et 1971, certains chercheurs pensaient avoir trouvé la planète en question, mais il ne s'agissait certainement que de comètes qui sont passées près du Soleil, voire qui sont entrées en collision avec lui. Les multiples taches observées par les astronomes étaient sans doute des astéroïdes proches de la Terre, alors inconnus à l'époque.

Par ailleurs, des recherches ont révélé que l'excentricité de l'orbite de Mercure variait chaotiquement de 0 (orbite circulaire) à une valeur très importante de 0,45 sur plusieurs millions d'années. C'est ce qui pourrait expliquer la résonance 3:2 de la rotation de Mercure (plutôt que 1:1), car on s'attend plutôt à rencontrer cet état pendant une période où l'orbite a une forte excentricité[2], [3].

L'échelle humaine ne couvre que quelque quatre mille cinqs cents ans d'histoire, alors que les courses du système solaire doivent être évaluées sur des périodes qui s'échelonnent sur au moins deux cent millions d'années. En 1989 Jacques Laskar du Bureau des longitudes (Le Bureau des longitudes est une académie de 13 membres et 32 correspondants (astronomes, géophysiciens et physiciens), travaillant dans leurs propres laboratoires, qui...) a démontré que les planètes intérieures du système solaire avaient toutes des courses chaotiques. Cependant Mercure est celle dont le mouvement est le plus chaotique ; elle pourrait même à la limite entrer en collision avec Vénus ou être éjectée du système solaire. En 1994 Laskar[4] est arrivé à la conclusion suivante. Même les planètes extérieures auraient des mouvements chaotiques, seulement pour ces planètes les changements notables ne se feraient que sur des périodes de plusieurs milliards d'années.

Champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout point...)

Révélée par la sonde Mariner 10 lors de sa première approche, en mars 1974, la présence d'un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique surprit les astronomes qui pensaient jusque-là que Mercure était dépourvue de toute magnétosphère. Vingt minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée...) avant de survoler la planète au plus près, les magnétomètres de Mariner 10 détectèrent l'onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre...) d'étrave (L'étrave est la pièce saillante de la coque d'un navire qui prolonge la quille vers l'avant. Plus généralement, l'avant, le nez, d'un bateau. La proue, terme désignant la...) produite par la collision de ce champ avec celui du Soleil et le mesurèrent à 1 µT, ce qui représente un peu moins d'un soixantième du champ magnétique terrestre (La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe – composé essentiellement de fer et de nickel en...).

La source du champ magnétique, encore incertaine, a été déterminée durant un second passage de Mariner 10 comme étant intrinsèque à Mercure, et non pas provoquée par l'action des vents solaires. Avant la mission Mariner 10, les astronomes ne pensaient pas que Mercure possédât un champ magnétique du fait de sa vitesse de rotation — trop lente pour pouvoir l'engendrer par effet dynamo (Abréviation de dynamoélectrique, dynamo désigne une machine à courant continu fonctionnant en générateur électrique. Elle a été inventée en Belgique en 1869 par Zénobe Gramme. La dynamo repose sur un principe...) — et de sa petite taille — qui laissait penser que le noyau de Mercure s'était solidifié depuis longtemps. Il fallut donc admettre que ce noyau est partiellement fondu et connaît des mouvements de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la...) qui seraient à l'origine de ce champ. Néanmoins, les estimations récentes suggèrent que le noyau de Mercure n'est pas assez chaud pour que le fer–nickel soit présent sous forme liquide. En revanche, il est possible que d'autres matériaux ayant un point de fusion plus bas, comme le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.), en soient responsables. Il se peut également que le champ magnétique de Mercure soit le reste d'un ancien effet dynamo qui a maintenant cessé, devenu " figé " dans les matériaux magnétiques solidifiés du noyau (la période de rotation ayant pu être beaucoup plus courte par le passé).

Par ailleurs, le champ magnétique de Mercure est une version réduite du champ magnétique terrestre. Norman Ness, qui était alors chargé de l'étude du champ magnétique, put prédire — en supposant d'avance qu'il s'agissait d'une version réduite du champ terrestre — les moments précis où la sonde traverserait l'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de choc, la magnétopause ainsi que la zone où le champ est maximal. Ces prédictions concordaient avec les mesures relevées par les instruments de Mariner 10. Des expériences menées par la sonde ont montré que, tout comme celle de la Terre, la magnétosphère de Mercure possède une queue séparée en deux par une couche neutre.

La haute métallicité de Mercure

La proportion en fer de Mercure — proportion plus importante que celle de tout autre objet du système solaire — intrigue toujours les astronomes. La réponse à cette question permettrait certainement d'en apprendre beaucoup sur la nébuleuse solaire (La nébuleuse solaire est le nuage de gaz (ou disque d'accrétion) à partir duquel notre système solaire s'est formé.) primitive et les conditions dans lesquelles le système solaire s'est formé. Trois hypothèses ont été proposées pour expliquer la haute métallicité de Mercure et son noyau gigantesque.

L'une d'entre elles suggère que Mercure avait à l'origine un rapport métal–silicate semblable à celui des chondrites et une masse d'environ 2,25 fois la masse courante. Tôt dans l'histoire du système solaire, Mercure aurait été frappée par un planétésimal d'environ 1/6 de cette masse. L'impact aurait arraché à la planète une grande partie de sa croûte et de son manteau, ne laissant derrière que le noyau (métallique) et un mince manteau. Une hypothèse similaire a été proposée pour expliquer la formation de la Lune.

Une seconde hypothèse propose que le taux d'éléments lourds, comme le fer, présent dans la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de...) solaire était plus important au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la...) du Soleil, voire que ces éléments lourds étaient distribués graduellement autour du Soleil (plus on s'en éloignait, moins il y avait d'éléments lourds). Mercure, proche du Soleil, aurait donc amassé plus de matériaux lourds que les autres planètes pour former son noyau.

Alternativement, Mercure aurait pu s'être formée très tôt dans l'histoire, avant même que l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) dégagée par le Soleil ne se soit stabilisée. Mercure aurait eu à sa formation le double de sa masse courante, mais à mesure que la proto-étoile se contractait, la température aux alentours de Mercure augmentait et aurait pu atteindre 2500–3500 K, voire 10 000 K. À de telles températures, une grande partie de la surface de Mercure aurait été vaporisée, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et...) une atmosphère de " vapeurs rocheuses ", qui aurait été ensuite transportée ailleurs par les vents solaires. Une hypothèse similaire propose que les couches extérieures de Mercure aient été érodées par les vents solaires, durant une plus longue période.

De la glace sur Mercure

Des observations radar faites en 1991 à partir du radiotélescope d'Arecibo et de l'antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) de Goldstones indiquent la présence de glace d'eau aux pôles Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de Mercure. Celle-ci est caractérisée par des zones à réflexion radar élevée et une signature fortement dépolarisée, contrairement à la réflexion radar typique du silicate, constituant la majeure partie de la surface de Mercure. Une vingtaine d'anomalies de ce type ont été observées.

Les résultats obtenus avec le radiotélescope d'Arecibo montrent que ces réflexions radar sont concentrées dans des taches circulaires de la taille d'un cratère. D'après les images prises par Mariner 10, la plus grosse d'entre-elles, au pôle Sud (Le pôle Sud est le point le plus au sud de la surface de la Terre, diamétralement opposé au pôle Nord. Il est situé sur le continent...), semble coïncider avec le cratère Chao Meng-Fu. D'autres, plus petites, correspondent également à des cratères bien identifiés. La corrélation est cependant impossible à faire pour le pôle Nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus septentrional de la planète Terre. Il est défini comme le point...), puisque non cartographié. On pense que de la glace repose au fond de ces cratères.

La présence de glace sur Mercure peut surprendre ; les températures régnant à la surface de la planète peuvent atteindre 430°C, notamment aux " pôles chauds " — régions les plus exposées au Soleil, lorsque Mercure est au plus proche de celui-ci. Cependant, certains cratères présents aux pôles peuvent ne jamais être exposés aux rayons du Soleil, et donc plongés dans une obscurité permanente. Des études ont montré que la température au niveau de ces cratères n'excède pas 102 K. Certaines surfaces plates, même au niveau des pôles toujours, seraient soumises à des températures inférieures à 167 K. Exposée à de telles conditions, l'eau peut rester sous forme de glace.

Deux sources probables de glace sont envisagées : le bombardement météoritique et le dégazage du sol. Les météorites frappant la planète ont pu apporter de l'eau qui serait restée piégée (gelée par les basses températures des pôles) aux endroits où se sont produits les impacts. De même pour les dégazages ; certaines molécules ont pu migrer vers les pôles et s'y retrouver piégées.

L'hypothétique lune de Mercure

Le 27 mars 1974, alors que Mariner 10 s'apprêtait à effectuer, deux jours après, son premier survol de la planète, des anomalies dans les UV extrêmes ont été enregistrées par un des instruments de la sonde, caractérisant un objet " qui n'était pas censé se trouver là ". Puis, elles ont disparu le jour suivant pour apparaître de nouveau trois jours après. Les astronomes ont d'abord pensé à une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.), mais l'objet avait été vu dans deux directions différentes et les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte aussi de la...) de ces UV laissaient penser qu'il s'agissait d'un objet beaucoup plus proche. C'est alors qu'on a cru à la découverte d'un satellite (Satellite peut faire référence à :) naturel autour de Mercure, d'autant plus que l'objet se déplaçait à une vitesse de 4 km/s, ce qui était plutôt cohérent avec la vitesse d'un satellite ou d'une lune. Mariner 10 devait alors étudier plus en détails ce corps qui s'avéra finalement être une étoile chaude, 31 Cratéris, dont les rayons UV n'avaient pas été entièrement absorbés par le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement proche. Ce gaz est habituellement extrêmement ténu, avec des densités typiques...) comme on le pensait. Ceux-ci provenaient de la nébuleuse de Gum, s'étendant sur 140° du ciel nocturne et émis à 54 nm.

Transit de Mercure (Le transit de Mercure se produit lorsque la planète Mercure se situe entre la Terre et le Soleil. Elle est alors visible sous la forme d'un petit point noir traversant le disque solaire.)

Le transit de Mercure peut se produire en mai ou en novembre lorsque Mercure se situe entre la Terre et le Soleil. La fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) de ces transits est de 13 ou 14 par siècle. Le prochain se déroulera le 9 mai 2016. Voir l'article détaillé : transit de Mercure.

Histoire géologique

L'évolution géologique de Mercure peut être divisée en cinq grandes périodes ou époques.

La première s'étend du tout début de l'histoire du système solaire à la période de bombardements intenses. La nébuleuse solaire primitive s'est condensée et a commencé à former de la matière solide ; d'abord de petite masse qui à force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les...) de s'accumuler (processus d'accrétion) a produit des corps de plus en plus gros, ayant une force d'attraction de plus en plus importante, jusqu'à former la principale masse de Mercure. La nature homogène ou hétérogène de cette accumulation de matière reste encore inconnue : on ne sait pas si Mercure s'est formée à partir d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) de fer et de silicate qui se sont ensuite dissocié pour former séparément un noyau métallique et un manteau de silicate, ou si le noyau s'est formé en premier, à partir de métaux, puis le manteau et la croûte ne sont venus qu'après, lorsque les éléments lourds comme le fer sont devenus moins abondants aux environs de Mercure.

Il y a peu de chance pour que Mercure ait possédé une atmosphère initiale (juste après l'accumulation de matière), ou alors elle s'est évaporée très tôt avant l'apparition des plus anciens cratères. Si Mercure avait eu une atmosphère, on aurait pu remarquer une érosion des cratères par les vents, comme sur Mars.

La seconde période est caractérisée par un fort bombardement météoritique par des corps relativement gros (des résidus du processus d'accrétion), couvrant la surface de Mercure par des cratères et des bassins (cratères larges de plus de 200 km de diamètre), et se termine à la formation du bassin Caloris. Il n'est pas certain que cette période soit la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) terminale de l'accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par apport de matière.) de Mercure ; il est possible qu'il ne s'agisse que d'un second épisode de bombardement indépendant de cette accumulation. Les escarpements présents majoritairement dans les régions " inter-cratères " (qui sont des surfaces plus anciennes que les cratères) et qui traversent parfois certains des plus vieux cratères, montrent que le refroidissement du noyau et la contraction de la planète se sont produits entre la fin de la première période et le début de la seconde.

La formation du bassin Caloris marque la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) entre la seconde et la troisième période. L'impact météoritique a donné lieu à de fortes transformations de la surface de Mercure : la création de l'anneau montagneux Caloris Montes autour du cratère produit par l'impact et les déformations chaotiques de l'autre côté de la planète. Cet évènement s'est produit il y a environ 3,8 milliards d'années.

La quatrième époque géologique de Mercure débute après la collision donnant lieu au bassin Caloris et couvre la période de volcanisme qui s'ensuivit. Des coulées de lave ont formé une partie des grandes plaines lisses, grossièrement similaire aux maria lunaires. Cependant, les plaines lisses recouvrant le bassin Caloris (Suisei, Odin, et Tir Planitia) auraient été formées par des éjectas lors de l'impact Caloris. On estime que cette période s'est déroulée il y a entre 4 et 3 milliards d'années.

La dernière époque s'étend d'il y a 3 milliards d'années à aujourd'hui. Hormis de petits impacts météoritiques, peu d'évènements se sont produit sur Mercure durant cette période.

Il existe une autre chronologie semblable, découpée en cinq époques également : Pré-Tolstoïen (de la formation au refroidissement du noyau — il y a 4,5 à 3,97 milliards d'années), Tolstoïen (formation du bassin Tolstoj et des plaines lisses par coulées de lave — 3,97 à 3,77 milliards d'années), Calorien (impact du bassin Caloris et fin du bombardement intense — 3,77 à 3,5 milliards d'années), Mansurien (3,5 à 1 milliards d'années) et Kuiperien (depuis 1 milliard d'années à aujourd'hui). Ici, la période de volcanisme qui produisit une partie des plaines lisses est placée avant l'impact Caloris.

Cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit...) de Mercure

À partir d'observations terrestres

Le premier astronome à avoir discerné des caractéristiques géologiques de Mercure était Johann Hieronymous Schröter qui, vers la fin du XVIIIe siècle, dessina en détails ce qu'il avait pu observer, dont des montagnes pouvant atteindre 19 km de haut ! Ses observations furent cependant infirmées par William Herschel qui ne put voir aucune de ces caractéristiques.

Par la suite, d'autres astronomes ont dressé des cartes de Mercure, dont l'italien Giovanni Schiaparelli et l'américain Percival Lowell (en 1896) qui y voyaient des zones sombres en formes de lignes, similaires aux canaux de Mars. Schiaparelli et Lowell avaient également esquissé des cartes de Mars en soutenant qu'il y avait des canaux artificiels.

Carte de Giovanni Schiaparelli
Carte de Giovanni Schiaparelli
Carte de Percival Lowell (1896)
Carte de Percival Lowell (1896)

La meilleure carte d'avant Mariner 10 provient du franco-grec Eugène Antoniadi, au début des années 1930. Elle fut utilisée pendant près de 50 ans jusqu'à ce que Mariner 10 nous renvoie les premières photos de la planète. Antoniadi montra que les canaux n'étaient qu'une illusion d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.). Il reconnut que l'élaboration d'une carte précise de Mercure était impossible à partir d'observations effectuées à l'aube ou au crépuscule, à cause des perturbations atmosphériques (l'épaisseur d'atmosphère terrestre que la lumière doit traverser lorsque Mercure se trouve à l'horizon est importante et crée des distorsions de l'image). Il entreprit alors de faire des observations — dangereuses — en plein jour lorsque le Soleil était bien au-dessus de l'horizon. Il gagna ainsi en netteté, mais perdit en contrastes à cause de la lumière du Soleil. Antoniadi parvint tout de même à achever sa carte en 1934, composée de plaines et de montagnes.

Les coordonnées utilisées sur ces cartes ont peu d'importance dans la mesure où elles ont été établies alors qu'on pensait, comme Schiaparelli l'avait affirmé, que la période de rotation de Mercure sur elle-même était la même que la période de révolution autour du Soleil. Il s'agit donc de la face supposée toujours illuminée qui a été cartographiée.

Depuis Mariner 10

En 1974–75, Mariner 10 rapporta des photographies en haute résolution permettant la cartographie d'environ 40–45% de sa surface, révélant les détails topographiques jamais vu auparavant : une surface recouverte de cratères avec des montagnes et des plaines, et très ressemblante à celle de la Lune. Il a d'ailleurs été assez difficile de faire une corrélation entre les caractéristiques photographiées par la sonde et les cartes établies par télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...). Certaines des manifestations géologiques de la carte d'Antoniadi se sont révélées inexistantes.

L'Union Astronomique Internationale (L’union astronomique internationale (UAI) est une association internationale non gouvernementale avec pour objectif de coordonner les travaux des astronomes à travers le monde.) a défini en 1970 le méridien 0° comme étant le méridien solaire au premier périhélie après le 1er janvier 1950. Le système de coordonnées utilisé par Mariner 10 se base sur le méridien 20° qui coupe le cratère Hun Kal (Hun Kal signifie " 20 " en maya), ce qui donne une légère erreur de moins de 0,5° par rapport au méridien 0° définit par l'UAI. Le cratère Hun Kal est en quelque sorte le Greenwich de Mercure. L'équateur se trouve dans le plan de l'orbite de Mercure. Les longitudes sont mesurées de 0° à 360° en allant vers l'ouest.

Mercure est découpée en 15 quadrangles. Plusieurs méthodes de projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la surface plane d'une carte.) ont été utilisées pour cartographier la surface de Mercure, suivant la position du quadrangle sur le globe. Cinq projections Mercator (projection cylindrique tangente à l'équateur) entourant la planète au niveau de l'équateur, entre les latitudes 25° nord et 25° sud ; quatre projections Lambert (projection conique) entre 20° et 70° de latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.) pour chaque hémisphère ; et deux projections stéréographiques pour cartographier les pôles (jusqu'à 65° de latitude).

Chaque quadrangle commence par la lettre H (pour " Hermès "), suivit de son numéro (de 1, pôle Nord, à 15, pôle Sud). Leur nom provient d'une caractéristique importante présente sur leur région (bassin, cratère, etc.) et un nom d'albedo (entre parenthèses) leur est attribué. Les noms d'albedos assignés pour cette nouvelle carte proviennent de celle d'Antoniadi, puisque c'était celle utilisée jusque-là par tous les observateurs depuis plusieurs décénies. Ils servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) pour repérer les quadrangles lors des observations au télescope depuis la Terre, où l'on ne distingue que les variations d'intensité de lumière. Seuls Lowell et Antoniadi avaient annoté leurs cartes. Les quadrangles nom cartographiés ne possède que leur nom d'albédo.

Quadrangles de Mercure
Quadrangle Nom Projection Longitudes
H-1 Borealis (Borea) Stéréographique pôle Nord
H-2 Victoria (Aurora) Lambert 0° à 90°
H-3 Shakespeare (Caduceata) Lambert 90° à 180°
H-4 Non cartographié (Liguria) Lambert 180° à 270°
H-5 Non cartographié (Apollonia) Lambert 270° à 360°
H-6 Kuiper (Tricrena) Mercator 0° à 72°
H-7 Beethoven (Solitudo Lycaonis) Mercator 72° à 144°
H-8 Tolstoj (Phaethontias) Mercator 144° à 216°
H-9 Non cartographié (Solitudo Criophori) Mercator 216° à 288°
H-10 Non cartographié (Pieria) Mercator 288° à 360°
H-11 Discovery (Solitudo Hermae Trismegisti) Lambert 0° à 90°
H-12 Michelangelo (Solitudo Promethei) Lambert 90° à 180°
H-13 Non cartographié (Solitudo Persephones) Lambert 180° à 270°
H-14 Non cartographié (Cyllene) Lambert 270° à 360°
H-15 Bach (Australia) Stéréographique pôle Sud

Exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de Mercure

De par sa distance relativement proche au Soleil, Mercure est une planète difficile à observer depuis la Terre. Depuis l'antiquité, son observation est un défi pour les astronomes ; la planète restant dans les environs du Soleil dont la lumière éblouit. De plus, elle n'est visible qu'au petit matin, ou au crépuscule, et seulement quelques moments dans l'année. La planète est visible juste au-dessus de l'horizon, ce qui accroît la difficulté d'observation : la lumière réfléchie par Mercure doit traverser dix fois plus d'atmosphère terrestre que si on l'observait au zénith, ce qui produit des distorsions et une image moins nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un emprunt au grec ancien νη̃ττα,...). On raconte que sur son lit de mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant...) Copernic regretta de ne jamais avoir pu observer Mercure à cause des brouillards qui s'élevaient sur la Vistule (La Vistule (en polonais : Wisła, en allemand: Weichsel) est le principal fleuve polonais.). Cette anecdote a peut-être été inventée mais elle montre qu'il est bien difficile d'observer cet astre.

Ainsi, avant d'y envoyer des sondes, on ne connaissait que peu de choses de Mercure. À ce jour, seule une sonde — Mariner 10 — survola Mercure. C'est à elle que l'on doit une grande partie de ce que l'on connaît de cette planète. Une mission actuellement en cours, et une autre en préparation devraient nous apporter plus d'informations sur Mercure dans les années à venir.

Tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) récapitulatif des missions vers Mercure
Sonde Évènement Date Agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer et gérer des programmes spatiaux)
Mariner 10 Lancement novembre 1973 NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence...)
Premier survol mars 1974
Second survol septembre 1974
Troisième survol mars 1975
MESSENGER (Le programme MESSENGER (en anglais : Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) est une mission d'étude des...) Lancement août 2004 NASA
Premier survol planifié pour janvier 2008
Second survol planifié pour octobre 2008
Troisième survol planifié pour septembre 2009
Mise en orbite planifiée pour mars 2011
BepiColombo (La future mission BepiColombo sera la première mission d'exploration de l'ESA vers la planète Mercure, réalisée conjointement avec la l'agence...) Lancement planifié pour septembre 2012 ESA/JAXA

Mariner 10

La sonde Mariner 10 envoyée par la NASA.
La sonde Mariner 10 envoyée par la NASA.

Mariner 10 a été la première et unique sonde à avoir étudié Mercure de près. Elle a survolé la planète à trois reprises, en mars et septembre 1974 et en mars 1975. À l'origine, elle était destinée à survoler et étudier Vénus, mais les astronomes ont pensé qu'ils pourraient en faire usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) également pour étudier Mercure, dont on connaissait peu de choses. Mariner 10 est donc la première sonde à avoir utilisé l'assistance gravitationnelle (L'assistance gravitationnelle, dans le domaine de l'astronautique, est l'utilisation de l'effet du champ gravitationnel d'un corps céleste sur le vecteur vitesse d'un engin...) d'une planète — Vénus — pour en atteindre une autre.

La sonde aura pris durant ces trois passages plus de 3500 photographies de Mercure dont certaines à haute résolution (100 m par pixel). Cependant, seul 45 % de la surface ont pu être cartographiés. En effet, lors de ses trois passages, Mercure présentait la même face au Soleil ; les régions à l'ombre étant impossibles à cartographier.

Mariner 10 permit de découvrir la présence d'une très mince atmosphère, ainsi qu'une magnétosphère. Elle apporta également des précisions sur sa vitesse de rotation, et de nombreuses autres données exploitables par les scientifiques. La mission arriva (Arriva est un groupe privé britannique spécialisé dans le transport public de voyageurs. Il exploite des services de bus et de trains, principalement en Grande-Bretagne, mais aussi dans plusieurs pays d'Europe.) à terme le 24 mars 1975 lorsque la sonde se trouva à court de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.).

MESSENGER

Une nouvelle mission pour Mercure baptisée MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) a été lancée le 3 août 2004 de Cap Canaveral (Cap Canaveral est une base de lancement américaine située en Floride (28°27′ de latitude Nord et 80°32′ de longitude Ouest) créée en 1959. C'est une zone militaire. Le nom...) à bord d'une fusée (Fusée peut faire référence à :) Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs aéronautiques et aérospatiaux au monde. Son siège social est...) Delta 2. La sonde MESSENGER fera trois passages au-dessus de Mercure, à 200 km d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.), en 2008 et 2009 avant d'entrer en orbite autour de Mercure en mars 2011. Une fois en orbite, elle étudiera l'atmosphère et la magnétosphère de la planète, sa composition chimique en surface et sa structure.

La sonde restera en orbite durant une année terrestre. Elle rapportera également de nouvelles photos à une résolution de 250 m par pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une image numérique. Son nom provient de la locution anglaise picture element, qui signifie « élément d'image ». ...) et devrait produire des cartes de sa composition globale, un modèle en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) de la magnétosphère, la topographie de l'hémisphère nord et caractériser les éléments volatiles présents dans les cratères constamment ombragés des pôles.

BepiColombo

L'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la coordination...) est en train de planifier en collaboration avec l'Agence spatiale japonaise une mission baptisée BepiColombo, qui prévoit de placer deux sondes en orbite autour de Mercure ; l'une pour cartographier la planète (Mercury Planetary Orbiter), l'autre pour étudier sa magnétosphère (Mercury Magnetospheric Orbiter). Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) de l'envoi d'un atterrisseur (Un atterrisseur (lander en anglais) désigne en dans le domaine de l'astronautique un engin spatial embarqué dans un véhicule spatial destiné à se poser sur la surface d'un...) embarqué avec la mission a dû cependant être abandonné pour des raisons budgétaires. Ces deux sondes vont être envoyées par des fusées russes Soyouz (Soyouz (du russe Союз, Union) désigne une famille de vaisseaux spatiaux habités soviétiques , puis russes après l'éclatement de l'URSS, conçue au début des années...) en septembre 2012. Elles vont rejoindre Mercure environ quatre ans plus tard pour l'étudier durant une année.

Le programme BepiColombo a pour objectif de répondre à une douzaine de questions que se posent les astronomes, notamment au sujet de la magnétosphère et de la nature du noyau de Mercure (liquide ou solide), de la possible présence de glace au fond des cratères constamment à l'ombre, de la formation du système solaire et de l'évolution en général d'une planète au voisinage de son étoile. Des mesures très précises du mouvement de Mercure vont également être effectuées afin de vérifier la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) de la Relativité Générale, censée expliquer les anomalies observées dans son orbite.

Une possible colonisation humaine

Un cratère au pôle nord ou au pôle sud de Mercure serait peut-être l'un des meilleurs endroits extraterrestres pour l'établissement d'une colonie, là où la température resterait constante (à environ -200°C). Ceci est dû à une inclinaison axiale quasi nulle de la planète et à l'atmosphère quasi-absente pour transporter la chaleur depuis les portions éclairées par le Soleil, ce qui rendrait ainsi toujours sombre et froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) le fond d'un cratère — même peu profond — à l'un des pôles, mais surtout éviterait de gros écarts de température. La colonie pourrait se chauffer elle-même et la faible température ambiante permettrait une évacuation plus facile de la chaleur que sur un autre lieu extraterrestre.

Une base n'importe où ailleurs serait exposée durant plusieurs semaines à la chaleur intense du Soleil, puis d'une période de plusieurs semaines sans la moindre source de chaleur extérieure. La situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit...) ne serait pas aussi compliquée qu'il n'y parait à première vue : les installations pourraient être enterrées sous plusieurs mètres de régolithe qui, dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.), servirait aussi bien d'isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et les...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et...) que de bouclier anti-radiations. Des approches similaires ont été proposées pour l'installation de bases sur la Lune, dont le jour dure deux semaines, suivi d'une nuit de deux semaines également. Par ailleurs, la base pourrait profiter du jour pour stocker la chaleur et s'en servir ensuite la nuit. En revanche, la protection des robots et des véhicules contre la chaleur du Soleil pourrait poser beaucoup plus de difficultés, entraînant une limitation des activités en surface durant le jour.

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