29/03/2012

Mercure, Planète de Fer !

On vient d'en apprendre un peu plus sur Mercure, cette petite (4878 km de diamètre) planète brûlante par sa proximité du Soleil. Une sonde est actuellement en train de tourner autour, de son petit nom MESSENGER. Et une équipe américaine a utilisé MESSENGER avec une méthode très particulière pour en déduire la nature de l'intérieur de la planète Mercure.
Cette méthode a consisté à suivre le plus précisément possible la trajectoire de la sonde au cours de ses orbites autour de la planète par suivi radio. Pour cela, les grandes oreilles de la NASA ont été déployées (le réseau Deep Space Network (DSN) écoutant ce qui se passe à 8 GHz en direction de Mercure).

Cartographie altimétrique de Mercure (NASA, Science)
De ces données de positions, les astrophysiciens ont recalculé le champ de gravitation de la planète produisant les mouvements observés. Ainsi, associées à des données connues sur la topologie et la rotation de Mercure, de grandes anomalies gravitationnelles ont pu être mises en évidence dans l'hémisphère Nord de la planète. Smith et al.  ont réussi à montrer que la croûte de Mercure était plus épaisse à l'équateur qu'aux pôles par exemple. 
Mieux : grâce à ces données, les chercheurs ont mesuré le moment d'inertie de la planète et surtout le rapport du moment d'inertie de la couche solide externe sur celui des couches internes. Ils en déduisent un modèle pour la distribution radiale de la densité de Mercure.

La découverte qu'ils ont faite est que le cœur de fer de Mercure semble bien plus gros que ce qu'on pensait généralement. Il représenterait 85% du rayon. Mercure est presque entièrement une planète de fer !
Ce gros noyau de fer serait en grande partie liquide, avec un cœur probablement solide. Il est entouré par une couche pas très épaisse de sulfure de fer…
Mais MESSENGER possède également à bord ses propres instruments de mesure pour étudier la surface de Mercure, et notamment un laser qui lui permet de mesurer l'altimétrie, c'est-à-dire le relief de la planète. L'hémisphère Nord de Mercure a été cartographié de cette manière et les résultats indiquent que Mercure est finalement très plate.
Son relief est par exemple bien moins accidenté que celui de Mars ou de la Lune. Les chercheurs de l'équipe de Maria Zuber du MIT ont montré que le bassin d'impact Caloris (1500 km de diamètre) a subi une lente élévation et montre une très faible pente quasi linéaire qui s'étend sur près de la moitié de la circonférence de Mercure aux latitudes moyennes…

Ces premiers résultats concernent principalement l'Hémisphère Nord de Mercure. On attend maintenant d'autres données concernant son hémisphère Sud, MESSENGER tourne en effet dans une orbite Nord-Sud depuis un an maintenant et les données affluent chaque jour... 

Sources :
Gravity Field and Internal Structure of Mercury from MESSENGER
David E. Smith et al.
Science 21 March 2012

What lies beneath Mercury's surface 
Nature 483, 513  (29 March 2012)

Topography of the Northern Hemisphere of Mercury from MESSENGER Laser Altimetry
Maria Zuber et al.
Science 21 March 2012