Les quatre planètes telluriques du Système solaire (Mercure, Vénus, la Terre et Mars, par ordre de distance au Soleil croissante) ont une structure semblable : sous leur croûte rocheuse se trouvent un manteau silicaté puis un noyau principalement composé de fer et d’autres métaux en petites quantités, dont le nickel. Mais dans Mercure, ce noyau métallique occupe, en masse, une proportion beaucoup plus grande que dans les planètes suivantes. William McDonough, de l’université du Maryland, aux États-Unis, et Takashi Yoshizaki, de l’université du Tōhoku, au Japon, proposent une explication à cette disproportion : plus les planètes telluriques sont proches du Soleil, plus le champ magnétique du Soleil est intense, et plus le noyau des planètes serait gros.

La distance au Soleil de Mercure varie entre 0,3 et 0,47 unité astronomique (une unité astronomique correspond à la distance moyenne Soleil-Terre, soit 150 millions de kilomètres), et le noyau métallique de cette planète représente les trois quarts de sa masse totale. C’est nettement plus que pour Vénus, la Terre (un tiers chacune) et Mars (un cinquième). Selon certains scénarios, Mercure aurait subi de nombreuses collisions lors de la formation du Système solaire et une partie de son manteau aurait alors été arrachée, et celui-ci serait demeuré anormalement mince par rapport au noyau.

William McDonough et Takashi Yoshizaki estiment aussi que le noyau si volumineux de Mercure date de l’époque de la formation du Système solaire, mais en attribuent la responsabilité au champ magnétique du Soleil. Autour de l’étoile et avant la constitution des planètes gravitait un disque protoplanétaire, un nuage de gaz et de poussières. En une dizaine de millions d’années, ce nuage s’est refroidi et ses composantes se sont agrégées progressivement les unes aux autres pour former les différents corps qui gravitent actuellement autour du Soleil. Le disque protoplanétaire ne constituait cependant pas un ensemble parfaitement homogène, notamment à cause de l’activité du Soleil. Par exemple, les matériaux proches de l’étoile, davantage chauffés, étaient plus secs, et l’eau était surtout présente loin de l’astre. Le champ magnétique du Soleil pourrait aussi avoir joué un rôle en attirant certains éléments, comme le fer, plus près de l’étoile.

En prenant en compte ces effets et de nombreuses données observationnelles, les chercheurs ont obtenu un modèle donnant la composition des planètes telluriques. D’après leurs résultats, le fer représenterait 41 % de la masse de Mercure, contre 15 % pour la Terre et Vénus, et 10 % pour Mars, la planète la plus éloignée du Soleil des quatre. Les planètes ont connu une phase de différenciation : lors de cette réorganisation interne, les éléments les plus lourds, le fer et le nickel, ont migré vers le centre et ont constitué le noyau. Ce scénario expliquerait la taille exceptionnelle du noyau de Mercure.

Sur les planètes telluriques, la présence d’un noyau de fer et de nickel liquide est à l’origine de l’effet dynamo, par lequel se crée un champ magnétique. Celui-ci se déploie autour de la planète en formant la magnétosphère, région qui protège la planète du flot de particules (vent solaire ou stellaire) émis par son étoile ; une caractéristique qui peut contribuer à favoriser l’apparition de la vie. Le modèle de William McDonough et Takashi Yoshizaki, décrivant plus précisément la formation des noyaux planétaires, fait progresser la compréhension de la formation des planètes, aussi bien celles du Système solaire que celles gravitant autour d’étoiles plus lointaines.

La sonde BepiColombo des agences spatiales européennes (ESA) et japonaise (JAXA) sera placée en orbite autour de Mercure en décembre 2025, et « apportera bientôt des observations originales qui permettront de mieux comprendre ce phénomène et d’autres processus à l’œuvre sur Mercure », précise Dominique Delcourt, directeur du Laboratoire de physique et chimie de l’environnement et de l’espace d’Orléans. « D’ici à son arrivée, BepiColombo effectuera plusieurs survols de la planète, dont un le 2 octobre prochain après un survol de Vénus le 10 août, qui fourniront de précieuses informations en avant-première. »





Source [ Pour la science ]