Faits sur le mercure

Tous les sept ans environ, on peut voir Mercure depuis la Terre passer sur la face du Soleil. Cela se produit parce que l’orbite de Mercure est inclinée de 7 degrés par rapport au plan de l’orbite terrestre et on appelle cela un transit. Le prochain transit de Mercure aura lieu le 9 mai 2016 et sera visible depuis l’Europe après midi.

Il est nommé d’après le dieu romain Mercure, le messager des dieux – très probablement lié à la vitesse d’orbite de la planète.

Taille de Mercure comparée à celle de la Terre

Faits sur Mercure

• Mercure est connue de l’humanité depuis l’Antiquité et bien que sa date de découverte soit inconnue, les premières mentions de la planète remonteraient à environ 3000 avant JC par les Sumériens.
• Une année sur Mercure compte 88 jours, pourtant un jour sur Mercure correspond à 176 jours terrestres. Mercure est presque verrouillée tidalement au Soleil – également connu comme un verrou gravitationnel – et au fil du temps, cela a ralenti la rotation de la planète pour qu’elle corresponde presque à son orbite autour du Soleil.
• Mercure orbite si rapidement autour du Soleil que les premières civilisations croyaient qu’il s’agissait en fait de deux étoiles différentes – une qui apparaissait le matin et une autre qui apparaissait le soir.
• Mercure est la plus petite planète du système solaire avec un diamètre de 4 879 km et est l’une des cinq planètes visibles à l’œil nu.
• Après la Terre, Mercure est la deuxième planète la plus dense. Malgré sa petite taille, Mercure est très dense car elle est composée principalement de métaux lourds et de roche – la principale caractéristique des planètes terrestres.
• Mercure porte le nom du messager des dieux romains, qui est également connu sous le nom d’Hermès dans la mythologie grecque. Cela est dû à la vitesse à laquelle Mercure orbite autour du Soleil et à la vitesse avec laquelle Mercure la divinité romaine était capable de délivrer des messages.
• Les astronomes n’ont pas réalisé que Mercure était une planète jusqu’en 1543 lorsque Copernic a publié son modèle du système solaire centré sur le Soleil – mettant le Soleil comme centre du système solaire plutôt que le centre cru précédemment, la Terre.
• La planète a seulement 38% de la gravité de la Terre. Cela signifie que Mercure n’est pas en mesure de retenir l’atmosphère qu’elle possède et qu’elle est au contraire emportée par les vents solaires. Cependant, ces mêmes vents solaires apportent également de nouveaux gaz, de la désintégration radioactive et de la poussière provenant de micrométéorites – reconstituant ainsi l’atmosphère.
• Mercure n’a pas de lunes ou d’anneaux en raison de sa faible gravité et de son absence d’atmosphère.
• On croyait autrefois qu’une planète appelée Vulcain existait entre l’orbite de Mercure et le Soleil – cependant l’existence d’une telle planète n’a jamais été découverte.
• L’orbite de Mercure est une ellipse plutôt que circulaire. Elle a l’orbite la plus excentrique du système solaire et la moins circulaire de toutes les planètes, selon les scientifiques et les astronomes.
• Mercure n’est que la deuxième planète la plus chaude. Vénus, bien que plus éloignée du Soleil que Mercure, connaît en fait des températures plus élevées. Cela est dû au fait que Mercure n’a pas d’atmosphère pour réguler la température et entraîne le changement de température le plus extrême de toutes les planètes – allant de -170°C (-280°F) pendant la nuit à 430°C (800°F) pendant la journée.
• Mercure ne connaît pas de saisons. L’axe de Mercure a la plus petite inclinaison de toutes les autres planètes, ce qui entraîne l’absence de saisons à sa surface.
• Mercure est la seule planète qui ne tourne pas exactement une fois par an – au lieu de cela, elle tourne trois fois pour chaque deux orbites du Soleil. Cela est dû au fait qu’elle est presque verrouillée de manière tidale au Soleil.
• L’orbite de Mercure a été importante pour prouver la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.
• Mercure possède un grand noyau de fer qui représente environ 40% de son volume (contre un volume de noyau de 17% pour la Terre) en son centre dont le rayon est de 1800 à 1900 kilomètres (1100 à 1180 miles). Les scientifiques pensent que le noyau de Mercure est probablement fondu.
• L’enveloppe extérieure de Mercure n’a qu’une épaisseur de 500 à 600 kilomètres (310 à 375 miles). L’enveloppe externe de la Terre (le manteau et la croûte) a une épaisseur de 2930 kilomètres (1819 miles).
• Mercure a une atmosphère très mince, qui est composée d’atomes de la surface de la planète qui ont été emportés par les vents solaires. Comme Mercure est très chaude, ces atomes s’échappent rapidement dans l’espace et son atmosphère est donc constamment renouvelée.
• Mercure possède un faible champ magnétique dont la force représente environ 1% du champ magnétique de la Terre.
• Seulement deux vaisseaux spatiaux ont déjà visité Mercure. Il est difficile d’atteindre la planète en raison de sa proximité avec le Soleil et tout vaisseau spatial qui la visiterait devrait parcourir 91 millions de kilomètres dans le puits de potentiel gravitationnel du Soleil. La sonde Mariner 10 a visité la planète en 1974-75, passant trois fois devant Mercure et cartographiant la moitié de sa surface. Le 24 mars 1975, elle est tombée en panne de carburant et on pense qu’elle est toujours en orbite autour du Soleil. La sonde MESSENGER a été lancée en 2004 pour explorer la forte densité de Mercure, son histoire géologique, la nature de son champ magnétique, etc. Une autre mission, BepiColombo, doit être lancée en 2015 par l’Agence spatiale européenne et le Japon devrait atteindre Mercure en 2019.
• Mercure compte plus de cratères et de marques d’impact que toute autre planète. La surface est similaire à celle de la Lune, car contrairement à la plupart des planètes, Mercure n’est pas géologiquement active et ne peut pas « s’auto-guérir » des impacts d’astéroïdes et de comètes. La plupart des cratères mercuriens portent le nom d’écrivains et d’artistes célèbres. Si un cratère a un diamètre supérieur à 250 km, il est appelé « bassin ». Le plus grand Bassin sur Mercure, le Bassin Caloris, fait environ 1 550 km de diamètre et a été découvert par le Mariner 10.

Plus d’informations et de faits sur Mercure

Ce qui reste intriguant sur Mercure, c’est à quel point nos connaissances étaient maigres concernant certains de ses détails clés jusqu’à récemment. Par exemple, ce n’est qu’en 1974 que la sonde spatiale Mariner 10 a capturé les premières images fournissant des détails spécifiques de la surface de Mercure. Au cours des dernières années, des découvertes inattendues concernant l’atmosphère et l’intérieur de Mercure ont remis en question les théories précédemment acceptées.

C’est maintenant une période passionnante de découverte et de nouvelle compréhension de Mercure. Le 18 mars 2011, le vaisseau spatial MESSENGER s’est mis en orbite autour de Mercure dans ce qui sera une mission d’un an. Avec un peu de chance, beaucoup de nos questions trouveront des réponses et, presque certainement, de nouvelles questions surgiront.

Atmosphère

L’atmosphère de Mercure est si mince qu’elle est pratiquement inexistante. En fait, à environ 1015 fois moins dense que l’atmosphère terrestre, celle de Mercure est plus proche d’un véritable vide que n’importe quel vide artificiel jamais créé.

L’explication derrière l’absence d’atmosphère substantielle est double. Premièrement, avec une gravité d’environ 38 % seulement de celle de la Terre, Mercure est tout simplement incapable de conserver une grande partie de son atmosphère. Deuxièmement, la proximité de Mercure avec le Soleil fait qu’elle est constamment bombardée par les vents solaires, qui emportent la majeure partie du peu d’atmosphère qui s’accumule.

Cependant, aussi maigre que soit son atmosphère, Mercure en possède une. Selon la NASA, sa composition chimique serait la suivante : 42% d’oxygène (O2), 29% de sodium, 22% d’hydrogène (H2), 6% d’hélium, ,5% de potassium, et éventuellement des traces d’argon, de dioxyde de carbone, d’eau, d’azote, de xénon, de krypton, de néon, de calcium (Ca, Ca+) et de magnésium.

Un résultat notable d’une atmosphère aussi clairsemée est les températures extrêmes que l’on trouve à la surface de la planète. Avec une température basse d’environ -180° C et une haute d’environ 430° C, Mercure a la plus grande gamme de températures de surface trouvée sur n’importe quelle planète. Les températures extrêmes présentes sur le côté faisant face au Soleil sont dues à l’insuffisance de l’atmosphère, car elle est incapable d’absorber le rayonnement solaire. Quant aux froids extrêmes du côté opposé au Soleil, sans une atmsophère substantielle pour piéger le rayonnement solaire, toute la chaleur est perdue dans l’espace.

Surface

Jusqu’en 1974, la surface de Mercure est restée, en grande partie, un mystère pour les scientifiques en raison de la proximité de Mercure avec le Soleil. Le fait d’être si proche du Soleil limite la visibilité de Mercure à un peu avant l’aube ou juste après le crépuscule. À ces moments-là, malheureusement, l’angle sous lequel nous voyons Mercure depuis le sol fait passer notre ligne de visée à travers une quantité importante de l’atmosphère terrestre, ce qui obstrue considérablement notre vue.

Cependant, lors de ses trois survols de Mercure en 1974, la sonde Mariner 10 a capturé des photographies claires et étonnantes de la surface de la planète. Étonnamment, Mariner 10 a photographié près de la moitié de la surface de la planète au cours de sa mission ! Les résultats ont révélé que la surface de Mercure présente trois caractéristiques importantes.

La première caractéristique est le nombre énorme de cratères d’impact qui se sont accumulés au cours de milliards d’années. Le bassin Caloris est le plus grand d’entre eux avec un diamètre de 1 550 km. La deuxième caractéristique est la présence de plaines entre les cratères. Il s’agit de zones lisses de la surface, dont on suppose qu’elles ont été créées par d’anciennes coulées de lave. La troisième caractéristique est constituée par les falaises (également appelées escarpements), qui s’étendent sur des dizaines à des milliers de kilomètres de long et de cent mètres à deux kilomètres de haut.

L’importance de ces deux caractéristiques réside dans ce qu’elles impliquent. Par la présence d’anciens champs de lave, il est clair qu’il y a eu une activité volcanique à un moment donné. Cependant, étant donné le nombre et l’âge des cratères, les scientifiques ont conclu que Mercure a été géologiquement inactive pendant une période significative.

La troisième des caractéristiques de surface nous dit quelque chose de très intéressant également. Essentiellement, les cicatrices trouvées à la surface sont d’énormes falaises causées par le flambage de la croûte de la planète. Ce qui est significatif à propos du gauchissement sur Mercure est ce qu’il implique. Pour comprendre cette signification, nous devons utiliser une comparaison. Le gauchissement sur la Terre est dû au déplacement des plaques tectoniques, alors que le gauchissement sur Mercure est dû à la contraction de son noyau. L’implication est que, puisque le noyau de Mercure se rétrécit, il en va de même pour la planète dans son ensemble. Des estimations récentes montrent que le diamètre de Mercure a diminué de plus de 1,5 kilomètre.

Intérieur

En gros, l’intérieur de Mercure est composé de trois couches distinctes : une croûte, un manteau et un noyau.

La croûte de la planète est estimée entre 100 et 300 kilomètres d’épaisseur. La surface de Mercure fait partie de la croûte, donc la présence des cicatrices mentionnées précédemment indique que la croûte est solide et cassante.

Avec une épaisseur d’environ 600 kilomètres, le manteau de Mercure est relativement mince. Supposément, son manteau n’a pas toujours été aussi mince. Mercure avait autrefois un manteau beaucoup plus épais, mais la principale théorie explique que lors de la formation du système solaire, un grand planétésimal est entré en collision avec la planète, lançant la majeure partie du manteau dans l’espace.

Le noyau de Mercure a fait l’objet de nombreuses recherches. Avec un diamètre estimé à 3 600 kilomètres, le noyau confère à la planète des propriétés inéressantes. La plus évidente de ces propriétés est l’extrême densité de Mercure pour sa taille. Avec un diamètre planétaire de 4 878 km, Mercure est plus petite que la lune jovienne Ganymède et la lune saturnienne Titan, dont les diamètres sont respectivement de 5 270 km et 5 152 km. Cependant, avec une masse de 3,3 x 1023 kg, la densité de Mercure est de 5 540 kg/m3.

Un débat qui a récemment été résolu concernant le noyau de Mercure est de savoir s’il est solide ou liquide. En mesurant la façon dont les ondes radio rebondissent sur la planète, les scientifiques ont pu déterminer que le noyau est, en fait, liquide. Plus précisément, les données recueillies permettent de mesurer le degré d’oscillation de la rotation de Mercure. Avec un noyau solide, la rotation serait rigide, alors qu’avec un noyau liquide, il y a de petites quantités de variation dans la rotation en raison du liquide à l’intérieur qui « sloshe » autour.

Orbit & Rotation

Avec Mercure étant tellement plus proche du Soleil que toute autre planète, elle prend naturellement le temps le plus court pour compléter une orbite complète. Par conséquent, une année mercurienne ne dure qu’environ 88 jours terrestres.

Une caractéristique importante de l’orbite de Mercure est sa forte excentricité par rapport aux autres planètes. En outre, de toutes les orbites planétaires, celle de Mercure est la moins circulaire. Cela signifie concrètement que la différence entre le périhélie de Mercure&#8212la distance orbitale la plus proche du Soleil&#8212de 4.60 x 107 km et son aphélie&#8212distance orbitale la plus éloignée du Soleil&#8212de 6.98 x 107 km est plutôt grande lorsqu’elle contraste avec celle des autres planètes.

Cette excentricité, ainsi que l’absence d’une atmosphère substantielle, contribue à expliquer pourquoi la surface de Mercure connaît une plus grande gamme de températures extrêmes que toute autre planète du système solaire. En termes simples, la surface de Mercure est beaucoup plus chaude au périhélie qu’à l’aphélie en raison de la grande différence entre ces deux distances. À l’inverse, les températures des autres planètes restent relativement stables car leur aphélie et leur périhélie sont pratiquement les mêmes.

L’orbite de Mercure est également significative en ce qu’elle fournit un bel exemple de physique moderne. Au fil du temps, l’orbite de Mercure se déplace légèrement autour du Soleil (voir la figure 1). Ce processus est connu sous le nom de précession.

Bien que la mécanique newtonienne (c’est-à-dire la physique classique) fasse un assez bon travail pour prédire la vitesse de cette précession, elle ne peut toujours pas la prédire précisément. C’était un problème persistant pour les astronomes à la fin du dix-neuvième et au début du vingtième siècle. De nombreuses théories ont été introduites pour expliquer la différence entre les vitesses réelle et théorique. Une théorie a même suggéré l’existence d’une planète inconnue plus proche du Soleil que Mercure. Cependant, la vérité a finalement été révélée lorsque Einstein a publié sa théorie générale de la relativité. Grâce à cette théorie, la précession orbitale de Mercure a enfin été décrite avec exactitude.

Bien que l’on ait longtemps cru que la résonance spin-orbite de Mercure (le nombre de rotations par orbite) était de 1:1, on a découvert au milieu du XXe siècle qu’elle était en fait de 3:2. Cette résonance produit ce qui serait des phénomènes fascinants pour un témoin à la surface de la planète. Par exemple, le Soleil semblerait s’élever jusqu’au point le plus élevé du ciel, puis inverser sa course et se coucher dans la même direction que celle d’où il s’est élevé.