À la découverte de Mercure : ce qu’on sait sur son atmosphère, sa surface et sa composition

Mercure est à peine plus grande que la Lune terrestre. C’est la planète la plus rapide du système solaire, bouclant une orbite autour du Soleil en seulement 88 jours terrestres. Elle tire son nom du plus rapide des anciens dieux romains. Depuis la surface de Mercure, le Soleil semblerait plus de trois fois plus grand que vu depuis la Terre, et sa lumière jusqu’à sept fois plus intense.

Avec un rayon de 2440 kilomètres, Mercure fait un peu plus du tiers de la largeur de la Terre. Située en moyenne à 58 millions de kilomètres du Soleil, elle se trouve à 0,4 unité astronomique (UA) de celui-ci — une unité astronomique correspondant à la distance entre la Terre et le Soleil. À cette distance, la lumière met 3,2 minutes pour parvenir du Soleil à Mercure.

Formation, orbite et mouvements de Mercure

L’orbite de Mercure est très excentrique et de forme allongée : la planète peut se trouver aussi près du Soleil que 47 millions de kilomètres, ou aussi loin que 70 millions de kilomètres.

La planète effectue une révolution complète autour du Soleil en seulement 88 jours, se déplaçant dans l’espace à près de 47 kilomètres par seconde. C’est la plus rapide du système solaire.

En revanche, sa rotation est lente : Mercure met 59 jours terrestres pour effectuer un tour complet sur elle-même. Ainsi, une rotation ne correspond pas à un cycle jour-nuit comme sur la plupart des autres planètes du système solaire.

Le Soleil du matin semble, à certains endroits de la surface de Mercure, se lever brièvement, se coucher, puis se lever de nouveau. Un phénomène similaire, mais inversé, se produit au moment du coucher du Soleil dans d'autres régions. Sur Mercure, un jour solaire — c’est-à-dire le temps entre deux levers du Soleil au même endroit — dure 176 jours terrestres, soit un peu plus de deux années mercuriennes.

L’axe de rotation de Mercure est incliné de seulement 2 degrés par rapport au plan de son orbite autour du Soleil. Cela signifie que la planète tourne presque parfaitement à la verticale et ne connaît donc pas de saisons. À titre de comparaison, l’axe de rotation de la Terre est incliné d’environ 23,5°, ce qui permet l’alternance des quatre saisons.

L’atmosphère de Mercure

Mercure ne possède pas d’atmosphère à proprement parler, mais une exosphère très fine et ténue, constituée d’atomes arrachés à sa surface par le vent solaire et les impacts de météoroïdes. Cette exosphère est principalement composée d’oxygène, de sodium, d’hydrogène, d’hélium et de potassium.

Les températures à la surface de Mercure sont extrêmement variables. En raison de sa proximité du Soleil et de l’absence d’atmosphère pour retenir la chaleur, l’amplitude thermique entre le jour et la nuit est immense. En journée, les températures peuvent atteindre jusqu’à 430 °C, tandis qu’elles chutent jusqu’à -180 °C pendant la nuit.

On pourrait penser qu’étant la plus proche du Soleil, Mercure est aussi la planète la plus chaude du système solaire, mais ce n’est pas le cas. Ce titre revient à Vénus, sa voisine, dont l’atmosphère dense piège efficacement la chaleur.

Le champ magnétique de Mercure est décalé par rapport à l’équateur de la planète. Bien que le champ magnétique de Mercure à sa surface ne représente qu’environ 1 % de l’intensité de celui de la Terre, il interagit avec le champ magnétique du vent solaire pour former, par moments, de puissantes tornades magnétiques. Celles-ci canalisent le plasma du vent solaire — rapide et brûlant — vers la surface de la planète. Lorsque les ions frappent le sol, ils arrachent des atomes neutres qui sont ensuite projetés en arc dans le ciel.

Surface et structure de Mercure

Mercure s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années, lorsque la gravité a rassemblé gaz et poussières en tourbillons pour donner naissance à cette petite planète la plus proche du Soleil. Comme les autres planètes rocheuses, Mercure possède un noyau central, un manteau rocheux et une croûte solide.

C’est la deuxième planète la plus dense après la Terre. Elle abrite un noyau métallique de grande taille, d’un rayon d’environ 2074 kilomètres, ce qui représente près de 85 % du rayon total de la planète. Des indices suggèrent que ce noyau est en partie fondu ou liquide. La couche externe de Mercure, équivalente au manteau et à la croûte terrestres, ne mesure qu’environ 400 kilomètres d’épaisseur.

La surface de Mercure ressemble à celle de notre Lune, parsemée de nombreux cratères d’impact dus à des collisions avec des météoroïdes et des comètes. Les cratères et formations géographiques de Mercure portent les noms d’artistes, de musiciens ou d’auteurs célèbres aujourd’hui disparus, comme l’auteur pour enfants Dr. Seuss ou le pionnier de la danse Alvin Ailey.

De vastes bassins d’impact, comme Caloris (d’un diamètre de 1550 kilomètres) et Rachmaninoff (306 kilomètres), se sont formés à la suite de collisions avec des astéroïdes survenues aux débuts de l’histoire du système solaire.

Bien qu’il existe de vastes zones de terrain plat, on trouve aussi sur Mercure des falaises spectaculaires, longues de plusieurs centaines de kilomètres et pouvant atteindre jusqu’à 1,6 kilomètre de hauteur. Ces falaises se sont formées lorsque l’intérieur de la planète s’est refroidi et contracté au fil des milliards d’années depuis la formation de Mercure.

La majeure partie de la surface de la planète apparaîtrait dans des teintes brun-grisâtre à l’œil nu. Les stries brillantes, appelées « rayons de cratère », se forment lorsqu’un astéroïde ou une comète percute la surface. L’énorme énergie dégagée lors de l’impact creuse un grand cratère et pulvérise une quantité importante de roche sous le point de collision.

Une partie de ce matériau pulvérisé est projetée loin du cratère avant de retomber à la surface, formant ainsi les rayons. Les particules fines de roche broyée sont plus réfléchissantes que les fragments plus gros, ce qui explique pourquoi les rayons apparaissent plus brillants. Avec le temps, l’environnement spatial — marqué par les impacts de poussière et les particules du vent solaire — assombrit progressivement ces rayons.

Présence d’eau et potentiel de vie sur Mercure

L’environnement de Mercure n’est pas propice à la vie telle que nous la connaissons. Les températures extrêmes et l’intense rayonnement solaire rendent très improbable l’adaptation d’organismes vivants. Rappelons que les températures à sa surface peuvent osciller entre 430 °C en journée et -180 °C pendant la nuit.

Mercure pourrait toutefois abriter de la glace d’eau à ses pôles nord et sud, nichée au fond de cratères profonds situés dans des zones en ombre permanente. Dans ces régions constamment plongées dans l’obscurité, il pourrait faire suffisamment froid pour préserver la glace, malgré les températures très élevées observées ailleurs sur la planète.

Référence de l'article :

"Our Solar System: Mercury facts". Science NASA.