Mercure, la planète surprise

La sonde Messenger signe un retour attendu vers Mercure. Et le dernier survol en date change notre vision de cette planète.

 

Lorsqu’en mars 1974 la sonde de la NASA Mariner 10 survole Mercure, les scientifiques découvrent fascinés les premiers clichés de sa surface et... l’existence d’un champ magnétique qu’on n'attendait absolument pas ! Mais ce sont les photos qui hélas retiennent l’attention : la planète la plus proche du Soleil ressemble à s’y méprendre à la Lune et du coup perd beaucoup d’intérêt auprès des politiciens chargés de voter les budgets...

Une géologie proche de Mars
Il faudra donc patienter un peu plus de 30 ans pour qu’une sonde survole à nouveau cette planète quelque peu oubliée par l’exploration spatiale. Lancée le 3 août 2004, Messenger (MErcury Surface Space ENvironment GEochesmitry and Ranging) de la NASA suit un long périple au bout duquel elle se placera sur orbite autour de Mercure le 18 mars 2011. Mais en attendant, 3 survols sont prévus dont deux ont déjà été accomplis : 14 janvier 2008, 6 octobre 2008 et 29 septembre 2009. Le 30 avril dernier, les scientifiques de la mission Messenger ont présenté leur analyse des données récoltées lors du survol d’octobre 2008 et révélé une planète qui désormais se démarque définitivement de la Lune.

À gauche : vue générale de Mercure par la sonde Messenger lors du survol d’octobre 2008. Mercure orbite entre 46 et 68,9 millions de km du Soleil. Son diamètre est de 4 878 km. À droite : le bassin d’impact Rembrandt de 715 km de large. Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Smithsonian Institution/Carnegie Institution of Washington

Malgré une trompeuse ressemblance, la géologie de Mercure est en effet radicalement différente de celle de notre satellite naturel. Alors que ce dernier se caractérise par une forte différence entre sa face toujours tournée vers la Terre et celle dite cachée (et qui présente beaucoup plus de cratères d’impact), la planète la plus proche du Soleil apparaît bien plus uniforme. Sa surface est à environ 40 % constituée de plaines d’origine volcanique (la lave a recouvert de vastes zones puis s’est solidifiée). À ce propos, le verdict de Brett Denevi de l’Université de l’Arizona et membre de l’équipe scientifique de la mission Messenger, est sans appel : «la croûte de Mercure pourrait s’être formée suite à de multiples éruptions volcaniques d’une façon qui rappelle plus la croûte de Mars que celle de la Lune». Le passé géologique de Mercure est donc bien plus dynamique et complexe que prévu comme le confirme l’analyse de certains cratères. En effet, lors de l’impact d’une météorite, le choc creuse la surface et expulse aux alentours des matériaux enfouis en profondeur. Sur Mercure, les données de Messenger indiquent que plusieurs couches différentes sont superposées (voir schéma ci-dessous).

En haut : Ce cratère sur Mercure (au centre) fait 68 km de diamètre. L’image à droite est en fausses couleurs et combine des données dans le visible et l’infrarouge afin de mettre en évidence le fait que la composition de la surface varie. En bas, une coupe du sol basée sur l’interprétation des scientifiques. Le bleu sombre désigne une couche géologique plus riche en fer et titane présente dans le sous-sol. Lors d’un impact météoritique, cette couche normalement enterrée est exposée au centre du cratère et expulsée sur les bords (flèches noires). Crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Smithsonian Institution/Carnegie Institution of Washington

Toujours pour la géologie, la sonde de la NASA a en deux survols permis un bond dans l’imagerie de la surface. Alors qu’après Mariner 10 moins de la moitié de Mercure avait été photographiée, la couverture atteint désormais les 90 % ! Et lors du passage d’octobre 2008, Messenger ayant envoyé des images de régions autrefois inconnues, les scientifiques ont pu découvrir un énorme bassin d’impact de 715 km de diamètre formé voici 3,9 milliards d’années lorsque s’achevait la période d’intense bombardement météoritique typique du début du système solaire. Baptisée Rembrandt, cette région est un véritable vestige de cette époque et son examen montre qu’elle a été déformée par des mouvements tectoniques, preuve supplémentaire d’une forte activité géologique par le passé.

Un champ magnétique et une «atmosphère»
Le champ magnétique de Mercure, découvert par Mariner 10 voici une trentaine d’années a été brillamment confirmé par Messenger et plus particulièrement lors du survol d’octobre 2008. Cette magnétosphère est certes 100 fois plus faible que celle de la Terre, mais elle reste étonnamment intense pour un petit corps qui tourne sur lui-même aussi lentement, puisqu’une journée sur Mercure dure 58,6 jours terrestres (la rotation participe à un effet de «dynamo» qui alimente le champ magnétique). Du coup, l’hypothèse selon laquelle la planète posséderait toujours un noyau liquide se trouve renforcée (les mouvements de convection de ce noyau pourraient engendrer un tel champ magnétique).
Mais cette magnétosphère, et encore plus lorsqu’elle connaît des faiblesses cycliques, ne peut totalement protéger la petite planète de l’imposant flux solaire. Et en heurtant son sol, les vents solaires propulsent dans l’espace des éléments de la surface, formant une «atmosphère» extrêmement ténue (une exosphère plus exactement dont la densité est quasi négligeable) principalement constituée de magnésium, calcium et sodium. La gravité de Mercure est insuffisante et la planète ne peut donc retenir cette exosphère qui persiste toutefois puisqu’elle est en permanence renouvelée par l’effet des vents solaires ou par les poussières éjectées en altitude lors d’impacts météoritiques.

Le renouveau de l’exploration de Mercure : les sondes Messenger (à gauche) et Bepi-Colombo (à droite). Crédit : NASA / ESA-D. Ducros

Longtemps considérée à tort comme une planète morte dénuée d’intérêt, Mercure héberge des phénomènes passés ou actuels qui intéressent au plus haut point les scientifiques. À court et moyen terme, son étude par des moyens spatiaux dépend de la sonde Messenger qui la survolera à nouveau le 29 septembre 2009 avant de se placer sur orbite en 2011 comme indiqué plus haut. À plus long terme, le relais sera pris par l’Europe et le Japon qui lanceront en 2013 une mission conjointe baptisée Bepi-Colombo qui arrivera à destination 6 ans plus tard, en 2019.

Publié le 2 juin 2009