Pourquoi la surface de Mercure est-elle plus sombre que celle de la Lune alors qu'elle ne le devrait pas ? Une équipe de planétologues pense avoir trouvé une réponse possible. Elle se trouverait au niveau de la matière cométaire, riche en carbone, qui bombarde la surface de Mercure depuis des milliards d'années.
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Selon Constantin Tsiolkovski, la TerreTerre est notre berceau. On pourrait dire que le Système solaireSystème solaire est notre maison. Notre curiosité nous pousse à l'explorer, peut-être dans l'espoir d'en apprendre plus sur nous-mêmes et de savoir d'où nous venons. L'un des corps célestes qui fait l'objet de notre attention, à part PlutonPluton ou Cérès, est la planète MercureMercure. Un peu plus grande que la LuneLune, elle lui ressemble beaucoup. Toutefois, lorsque les planétologues l'ont étudié d'un peu plus près, ils sont tombés sur une énigme.

Elle a commencé lorsqu'ils ont constaté que la surface de Mercure était bien plus sombre que celle de la Lune. Dans le cas de notre satellite naturel, nous savons qu'une partie de sa noirceur est due à l'action combinée des particules du vent solairevent solaire et des micrométéorites. Cela conduit à la formation de nanoparticulesnanoparticules ferreuses sombres qui saupoudrent sa surface. Les mêmes processus devraient se produire avec Mercure mais des analyses spectrales ont montré que ces nanoparticules étaient présentes en quantité bien plus faible. Quelle pouvait être la nature de l'agent responsable de la couleurcouleur si sombre de Mercure ?


L'Ames Vertical Gun Range (AVGR) de la Nasa permet de simuler en laboratoire les impacts planétaires de corps célestes. Il tire ici une bille d'aluminium dans un milieu granulaire. © Dr. Brendan Hermalyn, YouTube

Une équipe de chercheurs pense avoir trouvé la clé de l'énigme et vient de publier un article dans Nature Geoscience à ce sujet. On avait oublié les comètes. Elles sont nombreuses à foncer en direction du SoleilSoleil et à pénétrer dans le Système solaire interne comme le montrent des images prises par Soho. Elles se fragmentent alors souvent. Or, selon certaines estimations, la composition de la poussière cométaire pourrait grimper jusqu'à 25 % de carbonecarbone et serait en moyenne de 18 %. Se pourrait-il qu'un flux de particules carbonées aussi important ait atteint la surface de Mercure ?

Des impacts de météorites simulés en laboratoire

Pour en avoir le cœur net, la planétologue Megan Bruck Syal a modélisé ce flux de matériaumatériau cométaire. Elle est arrivée à la conclusion qu'après plusieurs milliards d'années, 3 à 6 % de la surface de Mercure pouvait être constituée de carbone. Cependant, pour pouvoir affirmer que ce flux était responsable de la couleur noire observée, il a fallu aller un cran plus loin dans les investigations. Avec des collègues, la chercheuse a alors entrepris d'utiliser le célèbre Ames Vertical Gun Range. Il s'agit d'une sorte de canon mis au point pendant le programme ApolloApollo pour étudier la formation des cratères lunaires. Il peut projeter des projectiles jusqu'à des vitessesvitesses de l'ordre de 7 km/s dans divers matériaux. Pour simuler le comportement des matériaux carbonés présents dans les fragments cométaires heurtant la surface de Mercure, du sucresucre a été utilisé dans la constitution de projectiles qui ont été projetés sur des matériaux simulant les basaltesbasaltes lunaires.

Les expériences ont montré que les pressionspressions et les températures réalisées lors des impacts simulés provoquaient la formation de particules de carbone amorpheamorphe similaires à de la suiesuie et même du graphitegraphite et des nanodiamants, des composants stables dans les conditions régnant à la surface de Mercure. Surtout, ces composants carbonés se mélangent avec le matériau de la cible de sorte que la quantité de lumièrelumière qu'il renvoie est réduite de 5 % et devient comparable à celle mesurée sur Mercure. Toutefois, pour vraiment valider ce scénario, il faudrait probablement allez sur la planète.