LA PLANèTE MERCURE

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Mercure est la planète la plus proche de notre Soleil, la plus petite des huit planètes et l'un des mondes les plus extrêmes de nos systèmes solaires. À ce titre, il a joué un rôle actif dans les systèmes mythologiques et astrologiques de nombreuses cultures.

Malgré cela, Mercure est l'une des planètes les moins bien comprises de notre système solaire. Tout comme Vénus, son orbite entre la Terre et le Soleil signifie qu'elle peut être vue à la fois le matin et le soir (mais jamais au milieu de la nuit). Et comme Vénus et la Lune, elle passe également par des phases; une caractéristique qui a à l'origine confondu les astronomes, mais qui les a finalement aidés à réaliser la vraie nature du système solaire.

Taille, masse et orbite:

Avec un rayon moyen de 2440 km et une masse de 3,3022 × 10²³ kg, Mercure est la plus petite planète de notre système solaire - d'une taille équivalente à 0,38 Terre. Et bien qu'il soit plus petit que les plus grands satellites naturels de notre système - tels que Ganymède et Titan - il est plus massif. En fait, la densité de Mercure (à 5,427 g / cm³) est le deuxième plus élevé du système solaire, seulement légèrement inférieur à celui de la Terre (5,515 g / cm³).

Mercure a l'orbite la plus excentrique de toutes les planètes du système solaire (0,205). De ce fait, sa distance au Soleil varie entre 46 millions de kilomètres (29 millions de mi) au plus proche (périhélie) et 70 millions de kilomètres (43 millions de mi) au plus éloigné (aphélie). Et avec une vitesse orbitale moyenne de 47,362 km / s (29,429 mi / s), il faut à Mercure un total de 87,969 jours terrestres pour terminer une seule orbite.

Avec une vitesse de rotation moyenne de 10,892 km / h (6,768 mph), Mercury prend également 58,646 jours pour effectuer une seule rotation. Cela signifie que Mercure a une résonance spin-orbite de 3: 2, ce qui signifie qu'il effectue trois rotations sur son axe pour deux rotations autour du Soleil. Cela ne signifie cependant pas que trois jours durent autant que deux ans sur Mercure.

En fait, son excentricité élevée et sa rotation lente signifient qu'il faut 176 jours terrestres pour que le Soleil revienne au même endroit dans le ciel (aka. Un jour solaire). Cela signifie qu'une seule journée sur Mercure est deux fois plus longue qu'une seule année. Mercure a également l'inclinaison axiale la plus faible de toutes les planètes du système solaire - environ 0,027 degré par rapport aux 3,1 degrés de Jupiter (le deuxième plus petit).

Composition et caractéristiques de surface:

En tant que l'une des quatre planètes terrestres du système solaire, Mercure est composé d'environ 70% de métal et 30% de silicate. Sur la base de sa densité et de sa taille, un certain nombre d'inférences peuvent être faites sur sa structure interne. Par exemple, les géologues estiment que le cœur de Mercure occupe environ 42% de son volume, contre 17% sur Terre.

On pense que l'intérieur est composé d'un fer fondu entouré d'un manteau de silicate de 500 à 700 km. À la couche la plus externe se trouve la croûte de Mercure, qui aurait une épaisseur de 100 à 300 km. La surface est également marquée par de nombreuses crêtes étroites qui s'étendent jusqu'à des centaines de kilomètres de long. On pense que ceux-ci se sont formés lorsque le noyau et le manteau de Mercure se sont refroidis et se sont contractés à un moment où la croûte s'était déjà solidifiée.

Le cœur de Mercure a une teneur en fer plus élevée que celle de toute autre planète majeure du système solaire, et plusieurs théories ont été proposées pour l'expliquer. La théorie la plus largement acceptée est que Mercure était autrefois une planète plus grande qui a été frappée par un planétésimal mesurant plusieurs milliers de kilomètres de diamètre. Cet impact aurait alors pu enlever une grande partie de la croûte et du manteau d'origine, laissant le noyau comme composant majeur.

Une autre théorie est que Mercure pourrait s’être formé à partir de la nébuleuse solaire avant que la production d’énergie du Soleil ne se soit stabilisée. Dans ce scénario, Mercure aurait à l'origine été le double de sa masse actuelle, mais aurait été soumis à des températures de 25 000 à 35 000 K (ou jusqu'à 10 000 K) lorsque le protosun s'est contracté. Ce processus aurait vaporisé une grande partie de la roche de surface de Mercure, la réduisant à sa taille et sa composition actuelles.

Une troisième hypothèse est que la nébuleuse solaire a provoqué une traînée sur les particules à partir desquelles le mercure s'accrétait, ce qui signifie que des particules plus légères ont été perdues et non rassemblées pour former du mercure. Naturellement, une analyse plus approfondie est nécessaire avant que l'une de ces théories puisse être confirmée ou exclue.

En un coup d'œil, Mercure ressemble à la lune de la Terre. Il a un paysage sec marqué par des cratères d'impact d'astéroïdes et d'anciennes coulées de lave. Combinées à de vastes plaines, elles indiquent que la planète est géologiquement inactive depuis des milliards d'années. Cependant, contrairement à la Lune et à Mars, qui ont des étendues géologiques similaires, la surface de Mercure semble beaucoup plus brouillée. Les autres caractéristiques communes incluent la dorsa (alias «crêtes ridées»), les hauts plateaux lunaires, les montes (montagnes), les planitiae (plaines), les roupes (escarpements) et les vallées (vallées).

Les noms de ces fonctionnalités proviennent de diverses sources. Les cratères portent le nom d'artistes, de musiciens, de peintres et d'auteurs; les crêtes sont nommées pour les scientifiques; les dépressions sont nommées d'après des œuvres d'architecture; les montagnes sont nommées pour le mot «chaud» dans différentes langues; les avions portent le nom de Mercure en plusieurs langues; les escarpements portent le nom de navires d'expéditions scientifiques et les vallées portent le nom d'installations de radiotélescopes.

Pendant et après sa formation il y a 4,6 milliards d'années, Mercure a été lourdement bombardé par des comètes et des astéroïdes, et peut-être encore pendant la période du bombardement lourd tardif. Au cours de cette période de formation intense de cratères, la planète a reçu des impacts sur toute sa surface, en partie grâce au manque d'atmosphère pour ralentir les impacteurs. Pendant ce temps, la planète était volcaniquement active et le magma libéré aurait produit les plaines lisses.

Les cratères du mercure varient en diamètre, de petites cavités en forme de bol à des bassins d'impact à anneaux multiples sur des centaines de kilomètres. Le plus grand cratère connu est le bassin de Caloris, qui mesure 1 550 km de diamètre. L'impact qui l'a créé était si puissant qu'il a provoqué des éruptions de lave de l'autre côté de la planète et a laissé un anneau concentrique de plus de 2 km de haut entourant le cratère d'impact. Dans l'ensemble, une quinzaine de bassins d'impact ont été identifiés sur les parties de Mercure qui ont été étudiées.

Malgré sa petite taille et sa lente rotation de 59 jours, Mercure a un champ magnétique important et apparemment mondial qui représente environ 1,1% de la force de la Terre. Il est probable que ce champ magnétique soit généré par un effet dynamo, d'une manière similaire au champ magnétique de la Terre. Cet effet dynamo résulterait de la circulation du noyau liquide riche en fer de la planète.

Le champ magnétique de Mercure est suffisamment puissant pour dévier le vent solaire autour de la planète, créant ainsi une magnétosphère. La magnétosphère de la planète, bien que suffisamment petite pour tenir dans la Terre, est suffisamment forte pour piéger le plasma du vent solaire, ce qui contribue à l'altération spatiale de la surface de la planète.

Atmosphère et température:

Le mercure est trop chaud et trop petit pour conserver une atmosphère. Cependant, il a une exosphère ténue et variable composée d'hydrogène, d'hélium, d'oxygène, de sodium, de calcium, de potassium et de vapeur d'eau, avec un niveau de pression combiné d'environ 10^-14 bar (un quadrillionième de la pression atmosphérique de la Terre). On pense que cette exosphère s'est formée à partir de particules capturées par le soleil, de dégazage volcanique et de débris projetés en orbite par des impacts de micrométéorites.

Parce qu'il n'a pas d'atmosphère viable, Mercure n'a aucun moyen de retenir la chaleur du Soleil. En raison de cela et de son excentricité élevée, la planète connaît des variations considérables de température. Alors que le côté qui fait face au Soleil peut atteindre des températures allant jusqu'à 700 K (427 ° C), tandis que le côté dans l'ombre descend jusqu'à 100 K (-173 ° C).

Malgré ces températures élevées, l'existence de glace d'eau et même de molécules organiques a été confirmée à la surface de Mercure. Les sols des cratères profonds des pôles ne sont jamais exposés à la lumière directe du soleil et les températures y restent inférieures à la moyenne planétaire.

On pense que ces régions glacées contiennent environ 10¹⁴–10¹⁵ kg d'eau gelée, et peut être recouvert d'une couche de régolithe qui inhibe la sublimation. L'origine de la glace sur Mercure n'est pas encore connue, mais les deux sources les plus probables proviennent du dégazage de l'eau de l'intérieur de la planète ou des dépôts par les impacts des comètes.

Observations historiques:

Tout comme les autres planètes visibles à l'œil nu, Mercure a une longue histoire d'observation par les astronomes humains. On pense que les premières observations enregistrées de Mercure proviennent de la tablette de Mul Apin, un recueil de l'astronomie et de l'astrologie babyloniennes.

Les observations, qui ont probablement été faites au 14e siècle avant notre ère, font référence à la planète comme «la planète sauteuse». D'autres documents babyloniens, qui se réfèrent à la planète comme «Nabu» (après le messager des dieux dans la mythologie babylonienne) remontent au premier millénaire avant notre ère. La raison en est que Mercure est la planète qui se déplace le plus rapidement dans le ciel.

Pour les anciens Grecs, Mercure était connu sous le nom de «Stilbon» (un nom qui signifie «le brillant»), Hermaon et Hermes. Comme pour les Babyloniens, ce dernier nom vient du messager du panthéon grec. Les Romains ont poursuivi cette tradition, nommant la planète Mercurius d'après le messager aux pieds rapides des dieux, qu'ils assimilaient au grec Hermès.

Dans son livre Hypothèses planétaires, L'astronome gréco-égyptien Ptolémée a écrit sur la possibilité de transits planétaires à travers la face du Soleil. Pour Mercure et Vénus, il a suggéré qu'aucun transit n'avait été observé parce que la planète était trop petite pour être vue ou parce que les transits étaient trop rares.

Pour les anciens Chinois, Mercure était connu comme Chen Xing («L'Étoile de l'Heure»), et était associée à la direction du nord et à l'élément eau. De même, les cultures chinoise, coréenne, japonaise et vietnamienne modernes se réfèrent littéralement à la planète comme «l'étoile d'eau» basée sur les cinq éléments. Dans la mythologie hindoue, le nom de Budha a été utilisé pour Mercure - le dieu qui présiderait mercredi.

Il en va de même pour les tribus germaniques, qui ont associé le dieu Odin (ou Woden) à la planète Mercure et mercredi. Les Mayas ont peut-être représenté Mercure comme un hibou - ou peut-être quatre hiboux, deux pour l'aspect du matin et deux pour le soir - qui ont servi de messager aux enfers.

Dans l'astronomie islamique médiévale, l'astronome andalou Abu Ishaq Ibrahim al-Zarqali au 11ème siècle a décrit l'orbite géocentrique de Mercure comme étant ovale, bien que cette perspicacité n'ait pas influencé sa théorie astronomique ou ses calculs astronomiques. Au XIIe siècle, Ibn Bajjah a observé «deux planètes comme des taches noires sur la face du Soleil», ce qui a ensuite été suggéré comme le transit de Mercure et / ou de Vénus.

En Inde, l'astronome de l'école du Kerala, Nilakantha Somayaji au 15ème siècle, a développé un modèle planétaire partiellement héliocentrique dans lequel Mercure orbite autour du Soleil, qui à son tour orbite autour de la Terre, similaire au système proposé par Tycho Brahe au 16ème siècle.

Les premières observations à l'aide d'un télescope ont eu lieu au début du XVIIe siècle par Galileo Galilei. Bien qu'il ait observé des phases en regardant Vénus, son télescope n'était pas assez puissant pour voir Mercure passer par des phases similaires. En 1631, Pierre Gassendi a fait les premières observations télescopiques du transit d'une planète à travers le Soleil lorsqu'il a vu un transit de Mercure, qui avait été prédit par Johannes Kepler.

En 1639, Giovanni Zupi a utilisé un télescope pour découvrir que la planète avait des phases orbitales similaires à Vénus et à la Lune. Ces observations ont démontré de façon concluante que Mercure tournait autour du Soleil, ce qui a permis de prouver définitivement que le modèle héliocentrique copernicien de l'univers était le bon.

Dans les années 1880, Giovanni Schiaparelli a cartographié la planète avec plus de précision et a suggéré que la période de rotation de Mercure était de 88 jours, la même que sa période orbitale due au blocage des marées. L'effort de cartographier la surface de Mercure a été poursuivi par Eugenios Antoniadi, qui a publié un livre en 1934 qui comprenait à la fois des cartes et ses propres observations. De nombreuses caractéristiques de la surface de la planète, en particulier les caractéristiques de l'albédo, tirent leur nom de la carte d'Antoniadi.

En juin 1962, les scientifiques soviétiques de l'Académie des sciences de l'URSS sont devenus les premiers à faire rebondir un signal radar sur Mercure et à le recevoir, ce qui a commencé l'ère de l'utilisation du radar pour cartographier la planète. Trois ans plus tard, les Américains Gordon Pettengill et R. Dyce ont effectué des observations radar à l'aide du radiotélescope de l'Observatoire Arecibo. Leurs observations ont démontré de façon concluante que la période de rotation de la planète était d’environ 59 jours et que la planète n’avait pas de rotation synchrone (ce qui était largement admis à l’époque).

Les observations optiques au sol n'ont pas beaucoup éclairé le mercure, mais les radioastronomes utilisant l'interférométrie aux longueurs d'onde micro-ondes - une technique qui permet d'éliminer le rayonnement solaire - ont pu discerner les caractéristiques physiques et chimiques des couches souterraines à une profondeur de plusieurs mètres.

En 2000, des observations à haute résolution ont été effectuées par l'Observatoire du Mont Wilson qui a fourni les premières vues qui ont résolu des caractéristiques de surface sur des parties de la planète jamais vues auparavant. La plus grande partie de la planète a été cartographiée par le télescope radar Arecibo, avec une résolution de 5 km, y compris des dépôts polaires dans des cratères ombragés de ce que l'on croyait être de la glace d'eau.

Exploration:

Avant les premières sondes spatiales passant devant Mercure, nombre de ses propriétés morphologiques les plus fondamentales restaient inconnues. Le premier d'entre eux était Mariner 10, qui a survolé la planète entre 1974 et 1975. Au cours de ses trois approches rapprochées de la planète, il a pu capturer les premières images rapprochées de la surface de Mercure, qui ont révélé un terrain fortement cratérisé, des escarpements géants et d'autres surfaces traits.

Malheureusement, en raison de la longueur de Mariner 10Période orbitale, la même face de la planète a été éclairée à chacun des Mariner 10Les approches étroites. Cela a rendu impossible l’observation des deux côtés de la planète et a permis de cartographier moins de 45% de la surface de la planète.

Lors de sa première approche rapprochée, les instruments ont également détecté un champ magnétique, à la grande surprise des géologues planétaires. La deuxième approche rapprochée a été principalement utilisée pour l'imagerie, mais à la troisième approche, des données magnétiques étendues ont été obtenues. Les données ont révélé que le champ magnétique de la planète ressemble beaucoup à celui de la Terre, qui dévie le vent solaire autour de la planète.

Le 24 mars 1975, huit jours seulement après son approche finale, Mariner 10 a manqué de carburant, incitant ses contrôleurs à fermer la sonde. Mariner 10 serait encore en orbite autour du Soleil, passant près de Mercure tous les quelques mois.

La deuxième mission de la NASA auprès de Mercure était la surface MErcury, l'environnement spatial, la géochimie et la télémétrie (ou MESSAGER) sonde spatiale. Le but de cette mission était de clarifier six questions clés relatives à Mercure, à savoir - sa haute densité, son histoire géologique, la nature de son champ magnétique, la structure de son noyau, s'il y a de la glace à ses pôles et où son atmosphère ténue vient.

À cette fin, la sonde portait des dispositifs d'imagerie qui recueillaient des images à résolution beaucoup plus élevée de beaucoup plus de la planète que Mariner 10, des spectromètres assortis pour déterminer l'abondance des éléments dans la croûte, et des magnétomètres et des appareils pour mesurer les vitesses des particules chargées.

Ayant décollé de Cap Canaveral le 3 août 2004, il a effectué son premier survol de Mercure le 14 janvier 2008, un deuxième le 6 octobre 2008 et un troisième le 29 septembre 2009. La majeure partie de l'hémisphère n'est pas imagée par Mariner 10 a été cartographiée lors de ces survols. Le 18 mars 2011, la sonde est entrée avec succès sur une orbite elliptique autour de la planète et a commencé à prendre des images le 29 mars.

Après avoir terminé sa mission de cartographie d'un an, il est ensuite entré dans une mission prolongée d'un an qui a duré jusqu'en 2013.MESSAGER'La dernière manœuvre a eu lieu le 24 avril 2015, ce qui l'a laissé sans carburant et une trajectoire incontrôlée qui l'a inévitablement conduit à s'écraser sur la surface de Mercure le 30 avril 2015.

En 2016, l'Agence spatiale européenne et l'Agence japonaise d'aérospatiale et d'exploration (JAXA) prévoient de lancer une mission conjointe appelée BepiColombo. Cette sonde spatiale robotique, qui devrait atteindre Mercure d'ici 2024, orbitera Mercure avec deux sondes: une sonde de cartographie et une sonde de magnétosphère.

La sonde de magnétosphère sera relâchée sur une orbite elliptique, puis tirera ses fusées chimiques pour déposer la sonde mappeur sur orbite circulaire. La sonde de cartographie continuera ensuite à étudier la planète dans de nombreuses longueurs d'onde différentes - infrarouge, ultraviolet, rayons X et rayons gamma - en utilisant un tableau de spectromètres similaires à ceux de MESSAGER.

Oui, Mercure est une planète d'extrêmes et criblée de contradictions. Il varie du chaud extrême au froid extrême; il a une surface en fusion mais aussi de la glace d'eau et des molécules organiques à sa surface; et il n'a pas d'atmosphère perceptible mais possède une exosphère et une magnétosphère. Combiné à sa proximité avec le Soleil, il n'est pas étonnant que nous ne sachions pas grand-chose sur ce monde terrestre.

On ne peut qu'espérer que la technologie existe à l'avenir pour nous permettre de nous rapprocher de ce monde et d'étudier ses extrêmes de manière plus approfondie.

En attendant, voici quelques articles sur Mercure que nous espérons que vous trouverez intéressants, éclairants et amusants à lire:

Emplacement et mouvement du mercure: