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Planètologie

La Planète Mercure : caractéristiques, habitabilité et colonisation

Mercure, planète mystérieuse, est la plus petite du système solaire et la plus proche de son étoile. Elle est également l’une des quatre planètes tellurique avec Venus, la Terre et Mars.

Selon la mythologie romaine, Mercure était le messager des dieux et le chef des voyageurs, des bergers et des orateurs. Il était également chargé de conduire les âmes des morts en enfer … La planète Mercure est également appelée Hermès.

L’une des raisons qui rendent Mercure si mystérieuse, c’est sa grande proximité avec le Soleil, dont la lumière aveuglante rend son observation très difficile. Mercure fait figure de chaînon manquant qui pourrait nous permettre de mieux comprendre l’évolution de notre système solaire. Beaucoup de planètes et d’autres corps célestes ont été observés, mais en ce qui concerne Mercure, nous ne savons pas grand-chose.

Mercure connaît une orbite et une rotation si étrange que cela amplifie encore son mystère. Elle possède un cycle tout à fait inhabituel : un jour solaire sur Mercure (quand le point de la surface de la planète est à nouveau pile sous le soleil) dure deux fois plus longtemps qu’une année mercurienne !

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Comparaison des tailles des planètes : Soleil, Mercure, Venus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune. – Source : NASA/ESA/ESO

Orbite et rotation de Mercure

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Source : Public domain, via Wikimedia Commons

La planète Mercure effectue une orbite complète autour du Soleil en seulement 88 jours terrestres, elle va beaucoup plus vite dans sa révolution autour du Soleil que la Terre.

Mercure est la plus petite planète de notre système solaire, à peine plus grande que la lune terrestre. C’est la planète la plus proche du Soleil à une distance d’environ 58 millions de kilomètres (0,39 UA). Un jour sidérale sur Mercure (le temps qu’il faut à Mercure pour effectuer une rotation sur elle-même) se fait à environ 59 jours terrestres, elle a donc une période de rotation très lente par rapport à la Terre.

L’animation (ci-contre, à gauche) montre que la révolution et la rotation de Mercure sont couplées : à chaque révolution, la planète effectue une rotation et demie. Ainsi, après deux révolutions complètes, le même hémisphère est éclairé à nouveau.

Caractéristiques orbitales

Demi-grand axe57 909 050 km
(0,387 098 au)
Aphélie69 816 900 km
(0,466 701 au)
Périhélie46 001 200 km
(0,307 499 au)
Circonférence orbitale359 966 400 km
Excentricité0,2056
Période de révolution87,969 d
Période synodique87,969 d
Vitesse orbitale moyenne47,362 km/s
Vitesse orbitale maximale58,98 km/s
Vitesse orbitale minimale38,86 km/s
Inclinaison sur l’écliptique7,00°
Nœud ascendant48,33°
Argument du périhélie29,12°
Satellites connus

Exentricité

Mercure a l’excentricité orbitale la plus élevée des planètes du Système solaire, avec pour valeur environ 0,21. Cela implique que sa distance au Soleil varie de 46 à 70 millions de kilomètres au cours de sa révolution.

Transit de mercure le 7 mai 2003
La vue à travers un grand télescope peut avoir offert des scènes comme celle-ci, lorsque le disque noir de Mercure (ci-dessus, à gauche) est passé près d’un groupe de taches solaires sur la surface solaire. Cette photo est un montage qui a été créé pour un communiqué de presse avant le Mercury Transit qui a eu lieu le 7 mai 2003. – Crédit: : ESO

L’excentricité de l’orbite de Mercure varie de manière chaotique, d’une de orbite circulaire(0) à une valeur très importante de plus de 0,45 sur plusieurs millions d’années du fait de l’influence des autres planète>

Orbite

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Public domain, via Wikimedia Commons

L’orbite de Mercure est rare et joue un rôle de premier plan dans l’histoire de la science. Contrairement aux autres planètes, lorsqu’une année mercurienne se termine, l’orbite ne se referme pas sur elle-même. Au contraire, chaque tour successif dessine les pétales d’une sorte de fleur. Le phénomène est appelé précession du périhélie , et il a donné des maux de tête aux astronomes parce que la gravitation newtonienne ne pouvait pas l’expliquer. Au XIXe siècle, plusieurs esprits brillants ont tenté d’expliquer cette dérogation à la célèbre loi de l’inverse du carré en faisant appel à l’effet gravitationnel des autres planètes. Mais cela ne fonctionne pas pour Mercure, dont l’orbite semble précéder plus qu’elle ne le devrait (ce qu’on appelle la précession anormale du périhélie de Mercure ).

Mercure, ses principales caractéristiques physiques

Mercure est l’une des quatre planètes telluriques du Système solaire, et possède un corps rocheux comme la Terre. C’est également la plus petite, avec un rayon équatorial de 2 439,7 km2. Mercure est également plus petite, mais bien que plus massive, que deux satellites naturels du Système solaire, Ganymède et Titan.

Mercure est composée d’environ 70 % de métaux et de 30 % de silicates. La densité de Mercure est la deuxième plus élevée dans le Système solaire, avec 5,427 g/cm3, soit à peine moins que la densité de la Terre, qui est de 5,515 g/cm3. Si l’effet de la compression gravitationnelle devait être ignoré, c’est Mercure qui serait plus dense avec 5,3 g/cm3 contre 4,4 g/cm3 pour la Terre, du fait d’une composition avec des matériaux plus denses.

L’ atmosphère mince de Mercure, ou exosphère, est principalement constituée d’oxygène (O 2 ), de sodium (Na), d’hydrogène (H 2 ), d’hélium (He) et de potassium (K). Les atomes détachés de sa surface par l’action du vent solaire et les nombreux impacts de micrométéorites ont créé l’exosphère de Mercure.

Les températures diurnes peuvent atteindre 430 ° C et descendre à -180 ° C la nuit. Il est peu probable que la vie (telle que nous la connaissons) puisse survivre sur cette planète. Debout sur la surface de Mercure à son point le plus proche du Soleil, le Soleil apparaîtrait environ trois fois plus grand que celui vu de la Terre.

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Le pôle sud de Mercure a été photographié par l’une des caméras de télévision de Mariner 10 alors que le vaisseau spatial effectuait son deuxième survol rapproché de la planète le 21 septembre 1974. – Credit: NASA/JPL/Northwestern

Bien que la température de la lumière du jour à la surface de Mercure soit généralement extrêmement élevée, il est possible que de la glace soit présente sur Mercure. En effet, du fait de l’inclinaison quasi nulle de son axe de rotation, les zones polaires de Mercure ne reçoivent des rayons solaires que rasants. Aussi, le fond des profonds cratères des pôles n’est alors jamais exposé à la lumière directe du soleil, et les températures y restent inférieures à 102 K grâce à cette obscurité permanente, soit bien moins que sur la température moyenne de la planète de 452 K. À ces températures, la glace d’eau ne se sublime quasiment plus.

Conquête spatiale de Mercure

Seuls deux sondes spatiales ont visité cette planète rocheuse: Mariner 10 en 1974, depuis 2011, une autre sonde envoyée par la NASA, Messenger qui produit une cartographie détaillée de la surface de Mercure. On sait désormais que Mercure fut jadis envahie de volcans, mais il reste encore énormément de mystère autour de cette planète…

En octobre 2018, l’Europe a lancé sa propre mission vers Mercure, baptisée Bepicolombo, en hommage au mathématicien italien dont les calculs ont permis de tracer la trajectoire de Mariner 10. Son premier défi sera de réussir à s’accrocher à la force gravitationnelle de Mercure et d’éviter de tomber dans le Soleil, dont la force d’attraction est tout simplement phénoménale.

Bepicolombo devrait atteindre Mercure en 2025. La mission est de grande importance, car outre le fait qu’elle nous permettra de mieux connaître Mercure, elle nous aidera aussi à mieux comprendre comment se sont formées les autres planètes telluriques du système solaire. Et cela pourrait également donner des informations sur certaines exoplanète.

Habitabilité et colonisation de Mercure

D’après des études publiées en mars 2020, il est possible de considérer que des parties de la planète peuvent avoir été habitables. Ainsi, des formes de vie réelles, bien que probablement des micro-organismes primitifs, ont peut-être existé sur la planète.

Un cratère, au pôle nord ou au pôle sud de Mercure, serait peut-être l’un des meilleurs endroits extraterrestres pour l’établissement d’une colonie humaine, là où la température resterait constante à environ −200 °C. Ceci est dû à une inclinaison axiale quasi nulle de la planète, et au vide quasi parfait à sa surface, empêchant l’apport de chaleur depuis les portions éclairées par le Soleil. De plus, de la glace se trouve dans ces cratères, permettant un accès à l’eau pour la colonie.

La sonde Messenger a révélé qu’il existait sur Mercure de l’eau sous forme de glace. Malgré la température extrêmement élevée qui règne sur Mercure, il existe certaines régions sombres qui ne voient jamais la lumière du Soleil. Et c’est dans ces régions que l’on a pu constater l’existence d’eau à l’état solide. Il est probable que cette eau ait été apportée par des comètes. Les analyses de la sonde Messenger montrent que cette glace d’eau est recouverte d’un élément sombre carboné. Ce sont les mêmes éléments qui ont participé à l’émergence de la vie sur Terre ! La sonde Messenger s’est écrasée sur Mercure le 30 avril 2015.

Mercury Transit 2019 – Nasa

La colonisation de Mercure serait en partie similaire avec celle de la Lune, du fait de leur relativement grande période autour du Soleil, de leur inclinaison quasi nulle et de leur absence d’atmosphère, la colonisation de Mercure pourrait se faire avec presque les mêmes technologies. Mercure aurait même un avantage par rapport à la Lune : la gravité étant sur la planète 38 % de celle de la Terre, cela serait suffisant pour éviter aux astronautes la réduction de masse osseuse se produisant dans un environnement à très faible gravité.

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Sources et liens connexes

Mercury Planetary Orbiter
https://www.cosmos.esa.int/web/bepicolombo/mpo

Mercure (planète)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Mercure_(planète)

Life on the Planet Mercury? ‘It’s Not Completely Nuts’
https://www.nytimes.com/2020/03/24/science/mercury-life-water.html

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