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Mercure est la planète la plus proche du Soleil. Elle est qualifiée de planète intérieure car, comme Vénus, son orbite est contenue par l'orbite de la Terre. Dans la mythologie, Mercure est le messager des dieux, c'est le dieu des commerçants et des voleurs. Son mouvement dans le ciel est si rapide que les Anciens croyaient en l'existence de 2 astres vagabonds différents: celui du soir et celui du matin. Pour les Egyptiens il y avait Set pour le soir et Horus pour le matin. Les Grecs l'appelaient Apollon et Mercure. Ce sont les Egyptiens qui ont , les premiers, reconnu que c'était en fait un seul et même astre et ils avaient découvert, bien avant Ptolémée, qu'il tournait autour du Soleil et non autour de la Terre.

Mercure est une planète assez brillante. De magnitude moyenne 1, elle est plus brillante que les 7 étoiles principales de la constellation de la Grande Ourse (de magnitude 2). Pourtant elle est difficile à observer à l'oeil nu comme au télescope. Elle est tellement proche du Soleil qu'elle est toujours noyée dans les feux du couchant ou du levant. Vue de la Terre elle ne s'écarte jamais à plus de 28° du Soleil et se couche donc juste après ou se lève juste avant lui. Il faut un horizon dégagé pour l'observer en ces moments favorables (lorsqu'elle est à son élongation maximale) qui ne durent que quelques jours et qui ne se répètent que tous les 2 mois (soir/matin) ou tous les 4 mois (soir/soir ou matin/matin)

 

Mercure, comme la Lune et comme Vénus, présente des phases.

On voit sur le dessin précédent que lorsque la planète est au plus près de la Terre donc qu'elle est la plus grosse, on ne la voit qu'en fin croissant et qu'on ne voit qu'un faible pourcentage éclairé de sa surface. Lorqu'elle est gibbeuse ( latin gibbosus = bossu ) et qu'elle pointe vers la Terre une fraction éclairée importante de sa surface, elle est vue plus petite car elle évolue dans une région de son orbite éloignée de la Terre.

 

 

La planète Mercure peut passer devant le Soleil:

Passage du 15 novembre 1999 par Brian Handy- TRACE Project

Pour une telle observation, il faut les mêmes précautions que pour observer le Soleil ou une éclipse partielle de Soleil à savoir un filtre agréé de densité 5.

Les passages de Mercure devant le Soleil sont moins rares que ceux de Vénus. En un siècle, il y a 13 passages de Mercure. Ils se produisent à intervalles de temps irréguliers qui peuvent être de 3, 7, 10 ou 13 ans et sont groupés en 2 familles: les passages de novembre et les passages de mai. Les 2 précédents se sont produits en 1993 et 1999 et les 2 prochains auront lieu en  mai 2003 et en novembre 2006. Le premier passage observé est celui du 7 novembre 1631; Kepler l'avait prédit et l'astronome Gassendi relate le phénomène. Les passages devant le Soleil sont très observés depuis l'invention de la lunette astronomique par galilée en 1609.car il permettent, s'ils sont observés depuis plusieurs endroits à la surface de la Terre, de déterminer la distance de Mercure, de calculer sa trajectoire et de calibrer l'échelle des distances dans le système solaire.

En effet la troisième loi de Kepler stipule que le carré des temps de révolution des astres est proportionnel au cube du grand axe de leur orbite:

Connaissant cette durée T pour les différentes planètes, on peut trouver dans quelles proportions sont leurs grands axes a mais pas plus si on ne connait pas la valeur de la constante. Cependant, il suffit d'estimer la valeur du grand axe d'une orbite pour avoir tous les autres. C'est dans cette perspective que se situent les observations de Mercure devant le Soleil.

Suivant le lieu d'observation du passage, Mercure ne se projette pas au même endroit sur le Soleil et les passage sont de durées différentes. Les observateurs connaissant leur distance et partageant leurs observations peuvent accéder aux distances absolues dans le système solaire.

 

En outre, ces passages ont permis de constater l'avance, à raison de 43 secondes d'arc par siècle, du périhélie de l'orbite de Mercure, ce que n'expliquait pas la mécanique classique dite de Newton. En 1846, le grand astronome Leverrier avait découvert par le calcul la planète Neptune après avoir noté les perturbations dans le mouvement d'Uranus. Ce fut un triomphe pour la Physique et l'Astronomie. L'astronome s'attaqua, quelques années plus tard, au problème de cette avance séculaire du périhélie de Mercure. Il imputa le résidu entre l'observation et le calcul à une nouvelle planète intramercurienne qui fut provisoirement baptisée Vulcain; il prédît même son passage devant le Soleil pour le 22 mars 1877 mais aucune planète ne fut observée. Par la suite, on profita d'une éclipse totale de Soleil pour scruter tout près de l'astre du jour afin de découvrir Vulcain mais il fallut se rendre à l'évidence, Vulcain n'existait pas.

Il a fallu attendre la Théorie Relativiste de la Gravitation établie en 1915 par Albert Einstein pour interpréter ce comportement. L'accord entre l'observation jusqu'alors inexpliquée et le calcul est donc un des arguments qui confortent la validité de cette théorie.

La planète Mercure est la plus proche du Soleil. De ce fait elle tourne très vite autour de lui (une révolution dure 88 jours ou 3 mois terrestres) et elle est très chaude (425°C en moyenne). A cette température, des métaux comme le plomb (température de fusion 437°C) ou comme l'étain (fusion à 232°C) seraient liquides sur Mercure et pourraient constituer des flaques ou des lacs si une pression atmosphérique suffisante existait. La nuit, au contraire, il fait très froid, jusqu'à -180°C car la planète n'a pas d'atmosphère pour retenir un peu de l'énergie captée pendant le jour: il n' y a pas d'effet de serre sur Mercure.

Mercure gravite autour du Soleil sur une ellipse assez excentrée et voit sa distance au Soleil varier de 46 millions à  70 millions de kilomètres avec une valeur moyenne de 58 millions de km. Lorsqu'elle est au périhélie, point se son orbite le plus près du Soleil, celui-ci semble 3 fois plus gros dans son diamètre et 9 fois plus gros dans sa surface que depuis la Terre. Le flux solaire est 9 fois plus intense sur Mercure que sur terre. La lumière solaire met 3 minutes et 10 secondes pour atteindre Mercure tandis que le peloton du vent solaire met entre 6 heures et 15 heures suivant la masse des particules qui le constituent.

La rotation sidérale de la planète a une période de 59 jours (2 mois), c'est à dire les 2/3 de l'année mercurienne. On dit qu'il y a résonance mécanique entre la rotation et la révolution. Pour le système Terre-Lune, la résonance est de 1/1 puisque notre satellite naturel nous présente toujours la même face, sa période de rotation par rapport à la Terre étant égale à sa période de révolution terrestre. Ce phénomène de résonance fait que le jour solaire mercurien dure 2 années solaires mercuriennes. Voici un dessin explicatif:

 

Sur Mercure, le jour dure 2 ans!

En 1, la flèche blanche pointe vers le soleil: pour elle, il est midi. En 2, mercure a fait un quart de tour par rapport aux étoiles, il s'est écoulé 15 jours terrestres environ depuis le passage à la position 1: il est midi passé. En 3, c'est à dire 30 jours terrestres plus tard qu'en 1, la planète a fait un demi tour depuis la position 1: l' après midi n'en finit pas. En 4, soit 45 de nos jours plus tard, le soleil n'en finit pas de se coucher. Soixante jours plus tard, en 5, çà y est, Mercure a fait un tour sur elle-même depuis le début mais on est loin d'être de nouveau à midi. Il n'est même pas minuit. Il sera presque minuit en position 6 et il faudra attendre la révolution complète (position 7 confondue avec la 1) pour être à minuit. On imagine sans peine que l'année suivante, Mercure fera le demi-tour supplémentaire pour que la flèche revive de nouveau l'instant midi.

Le jour sidéral mercurien dure 59 de nos jours.

Le jour solaire mercurien dure 2 années mercuriennes de 88 jours soit 176 jours terrestres.

Autre particularité due à la forte excentricité de l'orbite elliptique de Mercure: un observateur pourrait voir le Soleil se lever très lentement puis s'élever au dessus de l'horizon, rebrousser chemin comme s'il retournait se coucher (sans toutefois y parvenir) puis reprendre sa course dans son sens initial et aller se coucher.

Au télescope ou à la lunette astronomique, l'observation de Mercure est décevante. On voit des taches sombres dont on doute de la réalité tant elles sont fugitives.

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