On sait pourquoi Mercure a un si gros cœur de fer

Mercure, c'est la planète la plus proche du Soleil. Elle n'a été approchée que par deux missions spatiales. Mariner 10Mariner 10 (Nasa), qui l'a survolée à trois reprises en 1974 et 1975, et MessengerMessenger (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 européenneAgence spatiale européenne, ESA ; et Agence spatiale japonaiseAgence spatiale japonaise, Jaxa) est, quant à elle, prévue pour 2025.

Des missions peu nombreuses mais qui ont appris aux astronomesastronomes, entre autres, que la massemasse du noyau de ferfer de Mercure était disproportionnée par rapport à celle de son manteaumanteau. 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 rocheuseplanète rocheuse seraient influencées par sa distance au Soleil et à son champ magnétiquechamp magnétique.

Appliquer le modèle à l’étude des exoplanètes

« La distribution des matièresmatières premières dans le Système solaire en formation était contrôlée par le champ magnétique du Soleil », explique William McDonough, professeur en géologiegéologie, dans un communiqué de l’université du Maryland. Selon lui, dans le nuagenuage tourbillonnant de poussière et de gazgaz qui entourait le Soleil à ce moment-là, les grains de fer ont été attirés par le champ magnétique de notre étoileétoile. 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 magnétismemagnétisme pourrait être pris en compte dans les tentatives pour décrire la composition des exoplanètesexoplanètes 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 fusionfusion crée une magnétosphèremagnétosphère qui protège notre Planète des rayons cosmiques nocifs. Le noyau contient également la majorité du phosphorephosphore de la Planète qui est un nutrimentnutriment important pour le maintien d'une vie basée sur le carbonecarbone. 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.