Premières donnéesLa mission MESSENGER a été lancée le 3 août 2004 et elle s'est installée définitivement en orbite autour de Mercure en mars 2011. Entre-temps, elle a accompli trois passages à la planète en janvier et octobre 2008 et en septembre 2009. Des données scientifiques ont été alors renvoyées
(notices par ordre chronologique)
Les plus récentes avancées scientifiques à propos de Mercure, telles que permises par la mission MESSENGER de la NASA, en route vers la planète, sont les suivantes: Caloris Basin, l'un des plus grands bassins d'impact du système solaire a été comblé par des flots de lave selon un processus semblable à ce qui s'est vu sur la Lune; Caloris Basin abrite également un volcan-bouclier de la taille de l'état américain du Delaware, les volcans pouvant être plus nombreux sur Mercure que prévu. Le champ magnétique de Mercure semble bien être dû à un processus de magnéto via un coeur fondu; c'est le refroidissement du coeur de Mercure, de très grande taille, qui a produit une contraction importante -de deux tiers plus grande que ce que l'on pensait- de la planète, produisant les falaises et failles; la magnetosphère de Mercure est emplie de nombreuses particules électriquement chargées qui forment réellement une "nébuleuse de plasma", semblable au tore de Io; la fine atmosphère de Mercure -une "exosphère"- se remplit continuement de particules venus de la surface par différentes interactions et forme une longue traîne d'atomes derrière la planète. La variabilité du champ magnétique de Mercure est probablement aussi à relier au flux de radiations qui provient du Soleil -dont la planète est proche
Une étude radar menée en 2007 semble bien avoir prouvé que Mercure possède un coeur fondu. Les échos radar ont en effet montré que l'orbite de Mercure était affectée de très légères altérations. Il s'agirait donc d'un coeur fondu, ou d'un coeur extérieur fondu. Ce serait cet état qui serait donc à l'origine de la magnétosphère de Mercure que l'on observe. Le maintien d'un coeur fondu, par ailleurs, suppose que Mercure a contenu, en son centre, un élément léger, de type soufre et, pour cela, il a sans doute fallu que, au moment de sa formation, la proto-planète qui a donné Mercure ait incorporé des éléments venant à la fois de loin -et de près- du Soleil (une théorie connue sous le nom de "mixage radial")
Deuxième passage à Mercure (octobre 2008)
 | cliquez vers une vue de l'hémisphère inconnu de Mercure qui a été révélé par le passage de la mission MESSENGER en octobre 2008. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington |
Pendant le deuxième de ses trois passages prévus à Mercure, en octobre 2008, la mission MESSENGER, de la NASA, a révélé l'hémisphère de Mercure qui était resté jusque là inconnu. La seule découverte d'importance, de plus, est que cet hémisphère est strié de longues raies longitudinales; celles-ci émanent d'un cratère situé pràs du pôle nord de la planète. Le passage a également révélé que le volcanisme de Mercure semble avoir été plus important et donc avoir eu une plus grande importance sur l'histoire géologique de la planète. MESSENGER a vu que certains cratères sont remplis d'une couche de lave de plus de 1,6 km de haut et datée d'entre 3,8 et 4 milliards d'annés. Mercure pourrait ainsi avoir une histoire très différente de celle de la Lune -ce qui remettrait en question ce que l'on savait jusque là. Toute la planète, de plus, est couverte d'un matériau bleu clair -qui pourrait être partiellement du fer. Il pourrait avoir été amené du coeur de Mercure à la surface par l'activité volcanique. Il se pourrait bien que la croûte de Mercure ait été essentiellement formée par un volcanisme important qui a répandu d'épaisses couches de lave, lesquelles se sont ensuite solidifiées. Ces observations tendent à laisser penser que Mercure serait plus proche de Mars que de la Lune, comme on le pensait jusque là. Différents épisodes de volcanisme ou de tectonique ont eu lieu au cours des âges. La période du Grand Bombardement, de plus -qui, il y a 4 milliards d'années, a vu les restes de la formation du système solaire venir frapper les planètes nouvellement formées- pourrait avoir décapé la première surface de Mercure. La surface actuelle n'aurait donc plus rien à voir avec la croûte mercurienne qui s'était formée lors du processus de différentiation. Le passage a permis également de trouver de nouveaux éléments dans l'atmosphère de Mercure, ainsi du magnésium (le magnésium est un constituant important de la surface de Mercure). cliquez sur la vignette-lien pour une vue de l'hémisphère révélé par MESSENGER!
La magnétosphère et l'atmosphère de Mercure
Le vent solaire semble pouvoir pénétrer à l'intérieur de la magnétosphère de Mercure. Il pourrait, ainsi, atteindre la surface de la planète, y éjectant des atomes, ce qui régénère la très faible atmosphère de Mercure. Comme sur la Terre, des connections peuvent s'établir entre le vent solaire et la magnétosphère permettant au vent solaire de pénétrer dans celle-ci. Pour Mercure, ce mécanisme prend la forme de champs magnétiques joints qui se transforment en tunnels par lesquels le vent solaire se glisse. L'intrusion de vent solaire est, de plus, plus facile une fois la barrière de la magnétosphère franchie puisque la planète n'a quasiment aucune atmosphère. Ces processus de "reconnection" entre le champ magnétique interplanétaire et le champ magnétique de Mercure sont amplifiés aussi du fait de la proximité de la planète d'avec le Soleil. Le premier passage de MESSENGER à Mercure, le 14 janvier 2008, avait confirmé que la planète possédait bien un champ magnétique global -qui avait d'abord été découvert par la mission Mariner 10 en 1974 et 1975
Dernier passage à Mercure (septembre 2009)
MESSENGER a effectué son dernier flyby à Mercure le 29 septembre 2009. Le vaisseau n'est passé qu'à 230 km de la planète! Le flyby est le dernier passage, par ailleurs, assisté par gravité qui permettra à la mission de commencer définitivement à travailler à Mercure en 2011. La vitesse de MESSENGER a été ainsi réduite de 19000 à 10000 km/h (12000 à 6000 miles/h). Un problème a cependant empêché la mission de réaliser toutes les mesures prévues. Seule la moitié d'entre elles a pu être menée à bien. Mais il n'en reste pas moins que 98% de la surface de Mercure a été cartographiée désormais. MESSENGER, au cours de ce flyby, a mené trois types d'observations. Il a d'abord découvert des changements dans l'atmosphère ténue de la planète, son "exosphère", formées de particules de la surface éjectées par le vent solaire, changements qui sont dûs aux changements de pression du vent solaire le long de l'orbite de la planète. Les éjections ont lieu aussi du fait de micro-météorites à; grande vitesse. Ainsi le sodium, le calcium et le magnésium ont varié et le sodium était en quantités moins importantes que lors du dernier passage. Le calcium et le magnésium, eux, ont moins varié. De telles variations, de plus, laissent penser que la surface de Mercure pourrait avoir évolué au cours de l'histoire de la planète et que l'atmosphère est ainsi le résultat d'une évolution de plusieurs milliards d'années. MESSENGER, ensuite, a procédé à ses premières mesures de la composition chimique de la surface. De façon inattendue, il a trouvé que Mercure possède beaucoup plus de fer et de titane, des métaux lourds, que ce que l'on pensait. La quantité de ces métaux est la même que celle du basalte des mers lunaires. La découverte représente donc une étape importante dans la connaissance de Mercure. Le coeur de Mercure représenterait 60% de la masse de la planète, en faisant la planète la plus dense du système solaire. MESSENGER, enfin, a continué de découvrir des éléments nouveaux du relief: ainsi, une sorte d'évent volcanique et un bassin d'impact, à double anneau, de 290 km (180 miles) de diamètre et âgé d'1 milliard d'années seulement. De tels bassins ont habituellement 4 milliards d'années. Le passage a également révélé des changements saisonniers, trouvés dans la composition chimique de la fine atmosphère de Mercure
cliquez vers vers Mercure vu par MESSENGER pendant le flyby de septembre 2009. NASA Plus récentes données (juillet 2010)
Les données les plus récentes montrent que l'exosphère de Mercure varie en termes de la distribution des éléments chimiques; une grande variabilité existe pour le sodium, le calcium et le magnésium. Le calcium ionisé, dans l'exosphère se concentre sur une relative petite portion de celle-ci: l'essentiel de l'émission vient du plan équatorial. Les débuts de l'histoire géologique de Mercure a été marquée par un volcanisme généralisé, qui, de plus, a connu plusieurs épisodes. Cela laisse penser que la planète a connu un volcanisme qui a duré plus longtemps qu'on ne pensait et qui aurait continué bien après il y a 2,3 millions d'années. Enfin, pour la première fois, MESSENGER a montré que se produisent des "substorms" magnétiques dans la queue de la magnétosphère. Ces accroissements d'énergie sont très importants mais très rapides, en durant que 2 à 3 mn; les phénomènes sont 10 fois plus intense que pour la Terre. Leur force à Mercure pourrait être due à des conditions extrêmes affectant la magnétosphère
Etudes réalisées à partir des données des 1er et 2ème passages (août 2010)
Des études publiées à partir des données collectées par MESSENGER lors de ses 1er et 2ème passages à Mercure sont sorties. Parce qu'à la fois les particules qui forment l'exosphère et les matériaux de surface de Mercure répondent à la lumière solaire, au vent solaire, à la magnétosphère (dite, dans ce cas, en anglais "magnetic sheath", "fourreau magnétique") et d'autres forces dynamiques, l'exosphère peut ne pas avoir le même aspect entre une observation et la suivante. La position de Mercure sur son orbite est également un facteur, la plus grande quantité de sodium, par exemple, se rencontrant lorsque Mercure est aux distances moyennes du Soleil. Le principal processus qui relâchent les atomes de sodium dans l'exosphère semble un processus dit "photon-stimulated desorption" ou PSD ("désorption stimulée par photon"): les photons solaires agissent sur les grains du sol. Le processus peut être amélioré dans les régions qui sont impactées par des ions. Une fois un grain de sol dépouillé de son sodium, par exemple, le sodium doit parcourir un plus long chemin pour s'extraire du grain. L'essentiel du sodium, sur Mercure, s'observe aux pôles nord et sud mais une distribution inégale a été trouvée pendant le 1er passage: 4 fois plus de protons solaires frappaient les alentours du pôle nord que le sud du fait qu'alors le champ magnétique solaire était penché. Une fois les photons ayant frappé le sol et libéré les matériaux, la lumière solaire intense peut en transformer une partie en ions positifs (processus dit "photo-ionization"). Une "ceinture de dérive" de ces ions pourrait en résulter autour de Mercure et créerait peut-être une dépression magnétique à cet endroit. Un mystère existe à Mercure: une forte concentration de magnésium a été observée au-dessus du pôle nord au cours du 2ème (3ème?) passage qui a ensuite subitement chuté; la température de la région atteignait des dizaines de milliers de degrés K, ce qui est énormément plus que la température de surface; l'ensemble du phénomène n'a toujours pas été expliqué
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