Les astronomes ont longtemps invoqué des collisions pour expliquer la structure étrange de Mercure. Aujourd’hui, des chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) et de l’université de Tohoku (Japon) suggèrent qu’il faut plutôt chercher du côté du magnétisme. © revers_jr, Adobe Stock
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On sait pourquoi Mercure a un si gros cœur de fer

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[EN VIDÉO] Mercure, le monde des extrêmes  Tout près du Soleil, Mercure vit un enfer, cuite à 400 °C là où brille la lumière, mais refroidie à -150 °C de l'autre côté. Difficile à atteindre (car elle va vite), elle a été survolée par des ondes, surtout Messenger (Nasa), en orbite de 2011 à 2015. L'engin a permis de comprendre un relief chaotique, aux antipodes d'un cratère géant, Caloris : l'impact a été si fort qu'il a secoué et craquelé la petite planète. Cette vidéo en montre une reconstitution. Depuis, Mercure s'est calmée et a calé sa rotation sur son orbite autour du Soleil. 

Mercure, la planète la plus proche du Soleil, a un gros cœur. Un cœur disproportionné par rapport à la taille de son manteau. Et riche en fer. Des chercheurs suggèrent aujourd'hui que le champ magnétique de notre étoile en serait responsable.

Mercure, c'est la planète la plus proche du Soleil. Elle n'a été approchée que par deux missions spatiales. Mariner 10 (Nasa), qui l'a survolée à trois reprises en 1974 et 1975, et Messenger (Nasa), qui s'est placée en orbite autour de Mercure en 2011. L'arrivée dans cette région du Système solaire de la mission Bepi Colombo (Agence spatiale européenne, ESA ; et Agence spatiale japonaise, Jaxa) est, quant à elle, prévue pour 2025.

Des missions peu nombreuses mais qui ont appris aux astronomes, entre autres, que la masse du noyau de fer de Mercure était disproportionnée par rapport à celle de son manteau. Le noyau de la planète la plus petite de notre Système solaire, en effet, représente trois quarts de sa masse. Et son rayon est mesuré à plus de 2.000 kilomètres. Alors que son manteau ne dépasse pas les 400 kilomètres. Des caractéristiques qui font de Mercure, la planète la plus dense de notre Système solaire.

Une vue en coupe de l’intérieur de Mercure. © Goddard Space Flight Center, Nasa

Les astronomes ont d'abord été tentés d'expliquer cette étrangeté par une collision aux conséquences dramatiques. Une planète plus grosse en aurait été victime, perdant une grande partie de son enveloppe dans le cataclysme. Et façonnant ainsi la Mercure que nous connaissons. Mais des chercheurs de l’université du Maryland (États-Unis) et de l'université de Tohoku (Japon) proposent aujourd'hui une autre explication. La densité, la masse et la teneur en fer du noyau d'une planète rocheuse seraient influencées par sa distance au Soleil et à son champ magnétique.

Appliquer le modèle à l’étude des exoplanètes

« La distribution des matières premières dans le Système solaire en formation était contrôlée par le champ magnétique du Soleil », explique William McDonough, professeur en géologie, dans un communiqué de l’université du Maryland. Selon lui, dans le nuage tourbillonnant de poussière et de gaz qui entourait le Soleil à ce moment-là, les grains de fer ont été attirés par le champ magnétique de notre étoile. Et les planètes qui ont commencé à se former à proximité ont donc incorporé plus de fer dans leur noyau.

Le modèle correspond tout à fait à ce que les astronomes savent des planètes de notre Système solaire. Mais, pour le confirmer vraiment, il faudrait que les chercheurs trouvent au moins un autre système planétaire semblable au nôtre. Un système avec des planètes telluriques réparties sur de grandes distances par rapport à leur étoile hôte. Si la densité des planètes diminue en s'éloignant de l'étoile, cela pourrait montrer que le champ magnétique influence effectivement la formation planétaire.

Les quatre planètes telluriques de notre Système solaire se présentent avec des noyaux riches en fer entourés de manteaux rocheux. La taille du noyau varie en fonction de la distance au soleil, Mercure a le plus gros et Mars le plus petit. © Nasa

Ainsi, le magnétisme pourrait être pris en compte dans les tentatives pour décrire la composition des exoplanètes rocheuses. Notamment parce que la composition du noyau d'une planète apparait importante pour son potentiel à soutenir la vie. Sur Terre, par exemple, un noyau de fer en fusion crée une magnétosphère qui protège notre Planète des rayons cosmiques nocifs. Le noyau contient également la majorité du phosphore de la Planète qui est un nutriment important pour le maintien d'une vie basée sur le carbone. L'ennui, c'est qu'il n'existe, pour l'instant, aucune méthode pour déterminer les propriétés magnétiques d'une étoile à partir d'observations depuis notre Terre.

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