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Mercure
Planète naine
Mercure est la planète la plus proche du Soleil. Ses dimensions la rangent dans le groupe des planètes naines, au même titre que la Lune ou les principaux satellites des planètes géantes. C'est un corps rocheux très dense. Cela, ajouté à l'existence d'un champ magnétique, fait penser que Mercure possède un gros noyau de fer, au moins partiellement fondu, et qui représenterait les deux-tiers de sa masse.
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Mercure.
Une des images de Mercure transmises par la sonde Messenger, le 14 janvier 2008. Elle montre une partie de la surface de la planète qui était restée hors d'atteinte de la sonde Mariner 10. (Source : Messenger / Nasa).

Mercure à vue d'oeil

Mercure s'écarte très peu du Soleil et n'est, visible que fort peu d'instants le matin avant le lever du Soleil, ou plus souvent le soir après le coucher de l'astre radieux, quand l'atmosphère est très pure. L'angle formé par les rayons visuels qui vont de l'oeil de l'observateur au Soleil et à la planète est au plus de 28°, c'est l'élongation maxima : dans les circonstances les plus favorables, le lever ou le coucher de Mercure ne diffère pas de ceux du Soleil de deux heures de temps. Comme la planète est alors très près de l'horizon, elle n'est visible que par un temps fort clair.

Les Anciens, trompés par la double apparition de Mercure, tantôt après le coucher, tantôt avant le lever du Soleil, crurent d'abord qu'il existait deux astres distincts, Apollon, dieu du jour et de la lumière et Mercure ou Hermès, dieu de la nuit, de l'obscurité et des voleurs. Les Indiens et les Egyptiens le désignèrent pareillement sous les noms de Seth ou Horus, de Bouddha et Bauhinéya. Un peu plus tard, ils remarquèrent qu'un seul des deux astres était visible à la fois et que les apparitions se rapportaient à une seule planète. Ils avaient même dû auparavant distinguer cette planète de Vénus qui s'écarte beaucoup plus du Soleil et paraît bien plus brillante. Des batailles s'étaient même produites entre certaines tribus qui adoraient l'astre du jour, et d'autres qui adressaient leurs hommages à l'astre de la nuit.

Quand la Terre, le Soleil et Mercure sont en ligne droite dans l'ordre que nous venons d'énoncer, on dit que Mercure et la Terre sont en opposition par rapport au Soleil, ou que Mercure est en conjonction supérieure avec le soleil. Il est alors à sa plus grande distance de de la Terre, et ne nous apparaît que sous le plus petit diamètre possible 4,5" environ. Si au contraire la planète Mercure est située entre la Terre et le Soleil, elle est dite en conjonction inférieure avec le Soleil; elle est alors à sa plus petite distance de la Terre, et nous semble un disque de 13" de diamètre.

La révolution de la planète Mercure autour du Soleil (révolution sidérale) s'effectue en 87,9693 j ou 87j23h45mn46s. Son année est donc à peine le quart de notre année terrestre. L'orbite décrite est très allongée, car son excentricité est au moins douze fois plus grande que celle de l'orbite terrestre, de sorte que les distances de la planète au Soleil varient entre 69,817 millions de kilomètres (distance aphélie ou maxima) et 45,,986 millions de kilomètres (distance périhélie ou minima). Ses distances à la Terre varient encore davantage : la plus considérable (ou sa distance à l'apogée) est de 221 millions de kilomètres. Sa distance périgée ou minima n'est que de 77 millions de kilomètres.

La théorie du mouvement de Mercure est la plus difficile pour les astronomes. 

« Nulle planète, dit Le Verrier, n'a demandé aux astronomes plus de soins et de peines que Mercure, et ne leur a donné en récompense tant d'inquiétudes, tant de contrariétés.-» 
Maestlin s'exprimait ainsi au sujet de cette planète : 
« Si je connaissais quelqu'un qui s'occupât de Mercure,  je me croirais obligé de lui écrire pour lui conseiller charitablement de mieux employer son temps.-»
Le Verrier n'a pas échappé aux ennuis causés par cette planète à ses devanciers. En 1843, il présentait à l'Académie des sciences une détermination nouvelle de l'orbite de Mercure et de ses perturbations, avec les tables de cette planète. En 1849, il se plaignait de voir que les observations modernes ne concordaient pas avec ses tables, basées sur les observations anciennes, et ce n'est qu'en 1859 qu'il parvenait à triompher de ces difficultés, disant que la théorie s'accorde avec les observations si l'on augmente de 38 secondes le mouvement séculaire du périhélie de Mercure. Cette augmentation pouvait, pensait-on alors, s'expliquer en admettant l'existence d'une nouvelle planète ou d'une série d'astéroïdes circulant entre Mercure et le Soleil. La nouvelle planète, qui avait été nommée Vulcain à cause de son voisinage du Soleil, n'a jamais été aperçue. Il a fallu attendre la théorie de la gravitation d'Einstein pour comprendre que cette avance du périhélie ne résultait d'aucune perturbation, mais était un effet qui échappait à la théorie newtonienne de la gravitation.

Observations de Mercure au télescope

Nous avons vu que cette planète est difficilement visible à l'oeil nu, le matin avant le lever du Soleil, le soir après son coucher. Copernic, qui avait dû s'en rapporter pour ses calculs aux observations faites en Orient, se plaignait en mourant de ne l'avoir jamais vue; l'astronome Delambre ne l'avait aperçue à l'oeil nu qu'une seule fois. Aujourd'hui son observation est relativement facile, car tous les éphémérides astronomiques donnent les heures de son lever et celles de son coucher, indiquant aussi les époques où il est visible le matin ou le soir. 

L'astronome qui veut déterminer exactement son mouvement l'observe à son passage au méridien, de dix heures du matin à deux heures du soir, et il la voit sous la forme d'un disque échancré comme, la Lune dans le voisinage de son premier ou de son dernier quartier. Il ne peut distinguer aucun détail de la planète. Celui qui veut au contraire étudier la constitution physique de Mercure l'observe attentivement avant le lever ou après le coucher dit Soleil. Il aperçoit, comme nous l'avons dit plus haut, un croissant plus ou moins échancré, dont le diamètre varie de 4,5" à 13". 

Avant l'envoi de sondes en direction de Mercure (la première a été Mariner 10, en 1974-1975), quelques taches sombres, d'autres claires avaient été assez difficilement observées. On a longtemps pensé qu'une atmosphère très épaisse entourant la planète aurait empêché d'en percevoir les détails. Quelques bandes équatoriales, peu nettes, avaient été signalées par Schroeter, et c'est de telles observations supposées des différents accidents de la surface qui avaient conduit à estimer le temps de la rotation de la planète sur elle-même (rotation sidérale) à 24 h 5 mn environ. Les observations de Schiaparelli (1890), qui semblaient confirmées par celles de P. Lowell (1896), ont conduit au chiffre de 88 jours, comme pour sa révolution autour du Soleil. Depuis les mesures radar effectuées à l'aide du radiotélescope d'Arecibo, en 1965, on sait que la période de rotation de Mercure est en fait de 58,65 jours, soit les deux tiers de la période de révolution sidérale.

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Mercure : région des cratèresTyagaraja et Balzac.
Détails de la surface de Mercure (région des cratères Tyagaraja et Balzac)
obtenus par la sonde Messenger.  (Source : Messenger / Nasa).

La surface de Mercure

La planète a révélé sur les images transmises par  Mariner 10 une surface sombre, fortement cratérisée comme celle de la Lune, signe de l'ancienneté de son sol. On observe d'ailleurs sur Mercure les mêmes types de formations que sur la Lune (cratères bordés de remparts, avec ou sans pic central, et dont le diamètre est en moyenne d'une vintaine de kilomètres; montagnes, dont les plus hautes atteignent 3000 m;  bassins multi-anneaux; rayonnements de débris; rainures et failles pouvant s'étendre sur plusieurs centaines de kilomètres; escarpements, etc.). 

La plus marquante de ces formations est un cratère de 1300 km de diamètre, le bassin de Caloris dont la structure entourée de nombreux anneaux rappelle celles du bassin Valhalla sur Callisto, ou même la mer Orientale sur la Lune. Le creusement du bassin Caloris, il y a 3,8 milliards d'années, par l'impact d'un gros météorite a eu des répercussions sur l'ensemble de la planète. Des éjectats ont été projetés sur près de mille kilomètres à la ronde. Et on attribue aussi à cet événement l'apparition sur toute la planète d'immenses plissements, appelées escarpement lobés. Ils ont couramment plusieurs kilomètres de haut et des centaines de kilomètres de long. L'autre grand bassin d'impact est celui du cratère Rembrandt dont le diamètre atteint 700 km.
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$Mercure : Discovery Rupes
Discovery Rupes, d'après les images de la sonde Messenger.

Mercure est pratiquement dépourvue d'atmosphère. Du gaz très dilué est cependant présent près de la surface et pourrait être apportés par le vent solaire, ou libéré lors de l'impact de micro-météorites. Cela en fait un monde surchauffé de jour (plus de 400° C) et glacial la nuit (-200° C), dès que la chaleur accumulée par les roches a été rayonnée dans l'espace. 

En 1991, des études radar ont révélé l'existence de zones très claires près du pôle nord de la planète. L'hypothèse a été émise que ces reflets puissent provenir de glace qui subsisterait dans les profondeurs de certains cratères que la lumière solaire ne peut atteindre du fait de leur haute latitude. Pour l'instant, l'issue de cette question n'est pas très claire. 
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Mercure : cratères.
Gros plan sur les cratères qui criblent la surface de Mercure.
Image obtenue par  la sonde Mariner 10 qui a survolé Mercure trois fois, en 1974 et 1975.
(Source : NSSDC / Mariner 10). 
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