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En images : Mercure photographiée presque entièrement grâce à Messenger

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Jean Etienne, Futura

La sonde américaine Messenger, qui vient de survoler Mercure pour la deuxième fois, a photographié des régions jusque-là inconnues, permettant de cartographier 95% de la planète. Plus de deux ans avant sa satellisation, Messenger a déjà permis d’engranger une somme considérable d’informations sur la topographie de la planète, mais aussi sur son atmosphère et sa magnétosphère.

Le cratère Machaut (100 kilomètres de diamètre). Crédit Nasa

Le 6 octobre dernier, Messenger déboulait à 23.818 km/h dans le ciel de Mercure, la planète la plus proche du Soleil, qu'elle survolait à une altitude de 201 kilomètres. Ce passage répondait à plusieurs objectifs. Il s'agissait d'abord, de ralentir la sonde, dont la vitesse, considérablement augmentée par l'attraction solaire lors de son transit entre les orbites de la Terre et de Mercure, empêche actuellement toute satellisation. Un premier survol a déjà eu lieu le 14 janvier dernier, et un troisième suivra en septembre 2009 suivi de la satellisation en mars 2011.

Mercure vue par Messenger durant son approche. Crédit Nasa

L'hémisphère occidental n'est plus terra incognita

Ensuite, tous les instruments scientifiques de Messenger ont été activés afin d'ausculter cette planète encore mal connue, et cela sous différents aspects. Les sondes qui ont pu s'en approcher par le passé (comme Mariner 10 avec ses trois passages en 1974 et 1975) n'avaient pu en survoler que l'hémisphère oriental, limitant les connaissances à 45% de la planète.

Cette fois, Messenger a pu survoler l'hémisphère occidental, photographiant dans le détail une zone grande comme l'Amérique du Sud, portant à 95% le total des territoires à présent cartographiés.

Durant ce passage rapproché, environ 1.200 images de la surface ont été enregistrées, pendant que l'altimètre laser de la sonde en auscultait le relief, ce qui permettait pour la première fois de mettre en corrélation imagerie et données topographiques précises.

Image rapprochée de Mercure, vue à 201 km. La définition est de 500 mètres par pixel. Crédit Nasa

Déjà lors du premier survol, les images montraient des falaises de plusieurs centaines de kilomètres de long, dont la formation était attribuée aux vastes mouvements tectoniques qui avaient affecté la surface de la planète peu après sa formation. Il apparaît à présent que cette surface est fortement grêlée de cratères, à la différence de la Lune ou de Mars. De vastes plaines volcaniques géologiquement plus jeunes s'étendent à l'intérieur de bassins géants ou entre ceux-ci.

La comparaison des données sur la magnétosphère transmises lors des deux survols de Messenger ont permis de déterminer que Mercure est entouré, à l'instar de la Terre, d'un champ magnétique parfaitement symétrique. « Ce résultat apparemment simple est significatif pour le champ interne de la planète parce qu'il implique que le dipôle est bien plus étroitement aligné avec l'axe de rotation de la planète que ce que nous aurions pu conclure avant le second survol », explique Brian Anderson, du Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).

Mais l'avancée la plus importante concerne l'atmosphère de la planète, ou plutôt de son exosphère. Pour cela, Messenger est équipé d'un instrument dédié, le MASC (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) destiné à rechercher les émissions de sodium, de calcium, de magnésium et d'hydrogène en spectrométrie infrarouge et ultraviolette.

Première détection de magnésium dans l'atmosphère de Mercure. Crédit Nasa

Celui-ci a observé la queue magnétique se projetant dans la direction opposée au Soleil ainsi que la mince couche atmosphérique côté jour, connue sous le nom d'exosphère. Selon Ron Vervack, de l'APL et participant au programme Messenger, l'analyse préliminaire du sodium, du calcium et du magnésium suggèrent que leurs distributions spatiales sont différentes. De plus, la distribution du sodium lors du deuxième survol était sensiblement différente de celle observée durant le premier passage en janvier dernier. Cette observation fournit de nouvelles possibilités d'étude de l'interaction entre la surface de Mercure et son exosphère.

Mercure en couleurs

Les images en couleurs révèlent aussi que la croûte de Mercure est hétérogène. « Bien qu'une conclusion définitive ne puisse pas encore être formulée sur la composition des couches externes, reconnaît Mark Robinson, de l'Université d'Etat d'Arizona, il est évident que la distribution des différents composants du sol varie selon la profondeur. La croûte de Mercure ressemble plus à un gâteau marbré qu'à une pâte feuilletée ».

Image en fausses couleurs (cliquer pour agrandir), selon 11 bandes de fréquence s'étalant de la lumière visible au proche infrarouge. (Voir les explications dans le texte.) Crédit Nasa

L'image ci-dessus illustre les possibilités de l'instrument MDIS, travaillant dans 11 bandes étroites s'étalant à travers le spectre visible et le proche infrarouge (de 400 à 1.050 nm). Cette méthode améliore la perception des différents matériaux composant le sol de Mercure et révèle les différences géologiques à l'origine de leur formation.

Le halo jaune lumineux entourant le cratère Kuiper (62 kilomètres de diamètre), situé au centre inférieur, particulièrement coloré et brillant, révèle son jeune âge. Lors de sa formation, du matériau du sous-sol a été éjecté vers l'extérieur et a formé cette couverture. A mesure que le temps s'écoule, ce jeune matériau souffrira du bombardement des micrométéorites et des ravages du vent solaire et sa couleur s'estompera dans quelques centaines de millions d'années, finissant par se confondre avec l'environnement.

Les traînées bleues caractéristiques proviennent de jeunes cratères éloignés. Le matériau orange lumineux (flèche en haut à gauche) à proximité du cratère Lermontov (152 kilomètres de diamètre) a été très probablement déposé par des éruptions volcaniques dans un passé éloigné. Un matériau bleu foncé à l'origine encore énigmatique est aperçu en beaucoup d'endroits de la planète, et les dernières images transmises par Messenger lors du deuxième survol en indiquent une petite zone de forte concentration (flèche à droite). Tous ces détails seront soigneusement explorés lorsque la sonde s'inscrira en orbite autour de Mercure, afin de découvrir les processus qui ont accompagné la formation et la modification ultérieure de la croûte de Mercure.

Détail de l'image précédente. (Cliquer pour agrandir.) Crédit Nasa

Cette image représente la zone comprise dans le rectangle de la précédente. La résolution est de 500 mètres par pixel. La différence entre les plaines régulières relativement jeunes apparaissant en jaune-orangé dans le tiers gauche et la partie du centre et à droite, plus ancienne, est nette.

Les jeunes plaines recouvrent les parties les plus primitives d'une topographie préexistante ainsi que quelques cratères plus anciens, comme le cratère Rudaki (120 km de diamètre) apparaissant légèrement à gauche. Du matériau bleu foncé a été éjecté d'un cratère de 105 km de diamètre au côté droit de l'image, se superposant aux anciennes plaines. Un cratère relativement jeune et petit, situé près du centre, expose son plancher sous-jacent.

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