Au 19ème siècle, l'orbite de Mercure a commencé à agiter les astronomes du monde. Le trajet de la planète autour du soleil a tourné, ou a précédé, à un rythme qui ne pouvait pas être expliqué à l'aide des théories de la gravité de Newton. De nombreux scientifiques en sont venus à croire qu'une planète plus petite et inconnue perturbait Mercure. Mais après 1916, lorsque Albert Einstein publia sa théorie de la relativité générale, les astronomes réalisèrent que la masse énorme du soleil déformait le tissu de l'espace-temps, envoyant Mercure à proximité sur un chemin tumultueux autour de notre étoile.
À ce jour, Mercure continue de brouiller les scientifiques planétaires. Le petit monde chaud reste la planète rocheuse la moins explorée du système solaire, mais pas pour longtemps. Une mission conjointe de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) lancera deux engins spatiaux à destination de Mercury, qui devraient décoller du port spatial de l'ESA à l'extérieur de Kourou, en Guyane française, le vendredi 19 octobre.
Les deux engins sont collectivement connus sous le nom de BepiColombo, du nom du scientifique et mathématicien italien Giuseppe "Bepi" Colombo qui a proposé la première manœuvre d’assistance gravitationnelle interplanétaire dans les années 1970. Le vaisseau spatial BepiColombo mesurera la composition et le champ magnétique de Mercure, tentera de comprendre la formation du grand noyau de la planète, recherchera des signes de volcanisme parmi les cratères et les vallées et, plus d'un siècle après coup, mesurera l'orbite de Mercure. pour tester la relativité d'Einstein avec plus de précision que jamais auparavant.
«Notre objectif est de caractériser la planète du mieux que nous pouvons», déclare Johannes Benkhoff, scientifique du projet BepiColombo, de l'ESA. «Nous voulons apprendre beaucoup de choses en raison de son rôle dans la formation de notre système solaire. Nous pensons que Mercure est une pièce très importante du puzzle. "
La mission BepiColombo mettra environ sept ans pour arriver à Mercure. Voyager dans le système solaire intérieur est en réalité beaucoup plus délicat que d'envoyer un vaisseau spatial dans des royaumes extérieurs, et le vaisseau devra faire bon usage des aides à la gravité pour lesquelles Giuseppe Colombo est connu. Plus d'un an après son lancement, BepiColombo se dirigera vers la Terre pour se faire pousser vers l'intérieur, survolera deux fois Vénus et traversera six fois Mercury dans une danse orbitale complexe qui lui permettra d'entrer en orbite autour de la planète à la fin de 2025. À leur arrivée, l'ESA Mercury Planetary Orbiter (MPO) et Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) de la JAXA se sépareront des panneaux solaires montés et des propulseurs ioniques qui les ont amenés, le module de transfert de mercure (MTM).
Un concept d'artiste de BepiColombo s'approchant de Mercure. Les deux engins spatiaux se sépareront lors de leur arrivée à Mercure en décembre 2025. (Airbus Defence and Space) BepiColombo s'appuiera sur les travaux du seul autre engin spatial à avoir mis en orbite Mercury, la sonde MESSENGER de la NASA. Cette mission a révélé un monde qui ressemble un peu à notre lune, crevassée et stérile avec des dépôts de glace d’eau près des pôles. Mais contrairement à la lune, Mercure est un four chaud, géologiquement actif et contient de grands dépôts de soufre qui parsèment le paysage rocheux.
Selon Benkhoff, le soufre constitue un mystère intéressant, car le matériau plus léger aurait dû être emporté par le vent solaire. Ce soufre inexpliqué suggère des processus volcaniques sous la surface, qui pourraient produire des gaz soufrés comme sur la Terre.
L'activité tectonique unique de Mercure est un autre signe d'un monde dynamique. Contrairement aux nombreuses plaques de la Terre qui bougent et se frottent, Mercury ne possède qu'une plaque entourant la planète. En conséquence, le petit monde se contracte, provoquant l’ouverture de fissures et de gouffres profonds à la surface. Ces contractions se produisent lorsque Mercure refroidit, bien que la raison pour laquelle la planète se refroidit est une question très controversée dans la communauté scientifique planétaire. Le mercure se refroidit depuis des milliards d’années, un processus qui se poursuit aujourd’hui, mais cette ventilation de la chaleur devait s’être ralentie après la formation de la planète.
«Mercury présente un ensemble de défauts qui montrent très clairement que la planète s'est contractée au fil du temps», déclare Tom Watters, scientifique principal au Smithsonian Center for Earth and Planetary Studies et membre de l'équipe MESSENGER. «L’une des choses les plus fascinantes pour moi est qu’une planète beaucoup plus petite que la Terre, la plus petite du système solaire, nous montre comment un corps plus petit exprimera sa contraction sans le bénéfice de la tectonique des plaques.»
Sous la croûte extérieure rugueuse de la roche, le noyau en métal liquide de Mercury est considéré comme étant massif, avec un noyau éventuellement solide au centre. Les scientifiques estiment que 70 à 80% du mercure est constitué de son noyau, ce qui en fait la deuxième planète la plus dense du système solaire après la Terre. Et une composition métallique d'une telle taille confère à Mercury une autre caractéristique notable: un champ magnétique puissant.
«La découverte du champ magnétique dans les années 1970 était totalement inattendue», explique Benkhoff.
Tandis que le MPO européen orbite près de la surface pour étudier la géologie de Mercure, le MMO japonais se déplacera plus loin pour étudier le champ magnétique de la planète. Bien que la planète ne représente qu'un tiers de la taille de la Terre, Mercure possède un champ magnétique similaire. Pendant des années, les scientifiques se sont demandé si le fonctionnement interne de la planète entraînait le magnétisme ou s'il était dû à des interactions avec le soleil proche.
La connexion entre le soufre à la surface, la fissuration et le refroidissement de la croûte et le champ magnétique actif donne des indices sur la formation de Mercure. De nombreux objets du système solaire ne vivaient pas toujours à leur emplacement actuel, se formaient plus loin et migraient vers l'intérieur, et Mercure pourrait être l'un de ces objets. Que ce soit niché par d'autres planètes ou toujours confiné au voisinage immédiat du soleil, l'histoire de Mercure est considérée comme essentielle pour comprendre si les astronomes doivent jamais apprendre comment notre système solaire a été créé.
Mais quoi qu’il soit arrivé à Mercure dans le passé, la planète pose encore aujourd’hui d’étranges questions. S'il est actif, avec le tamisage du soufre et de la glace aqueuse, pourrait-il y avoir quelque chose de biologique à la surface?
"D'une part, vous avez des températures de 450 degrés F, comme un four à pizza", explique Benkhoff. «Ensuite, vous avez de la glace d'eau dans les cratères; c'est fascinant. Imaginez si nous étions les premiers à trouver des marqueurs biologiques dans ces cratères. Alors que tous les autres regardent sur Mars et l'Europe [la lune de Jupiter], c'est peut-être sur Mercure! ”
Après plus d'une décennie d'attente, l'ESA et la JAXA sont sur le point de commencer leur long voyage vers Mercury. Ce week-end, BepiColombo s'embarque dans une quête pour mieux comprendre non seulement l'une des planètes les plus énigmatiques, mais comment notre petit voisinage dans l'espace s'est uni il y a des milliards d'années.
Mosaïque de deux images de la branche de l'hémisphère sud de Mercure prise par la sonde spatiale MESSENGER en 2012. (Laboratoire de physique appliquée de la NASA / Université Johns Hopkins / Carnegie Institution de Washington)
