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16
octobre 2014 |
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Messenger fournit les
premières images de glace d'eau au pôle nord de Mercure |
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La sonde Messenger (MErcury Surface,
Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) de la Nasa vient de
fournir les premières images de glace d'eau et d'autres matériaux
volatils gelés au sein de cratères plongés en permanence dans la
nuit polaire de la planète Mercure.
La présence de glace sur Mercure, la planète la plus proche du
Soleil, peut surprendre. Pourtant, celle-ci a été mise en évidence
depuis 1991 à partir du radiotélescope d'Arecibo et de l'antenne de
Goldstone aux pôles nord et sud de Mercure. Celle-ci est
caractérisée par des zones à réflexion radar élevée et une signature
fortement dépolarisée, contrairement à la réflexion radar typique du
silicate, constituant la majeure partie de la surface de la surface.
Alors que la température de la planète peut atteindre un maximum de
430°C, le fond de certains cratères escarpés situés aux pôles ne
reçoivent jamais les rayons du Soleil, et l'absence d'atmosphère
contribue à y maintenir une valeur proche du point de congélation de
l'eau, et même légèrement en-dessous.
Ce qui n'était qu'une hypothèse devait ensuite être confirmé par les
premières observations de Messenger, au moyen de mesures combinant
spectrométrie à neutrons, modélisation thermique et réflectométrie
infrarouge. En fournissant maintenant les premières images optiques
de la glace d'eau déposée au fond de certains cratères, Messenger
donne aussi un aperçu de la période à laquelle cette glace a été
piégée et son évolution, selon un article publié ce jour dans
Geology par Nancy Chabot, responsable de l'instrument MDIS (Mercury
Dual Imaging System) et planétologue à la Johns Hopkins University
Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland (USA).
La mission de la sonde était originellement prévue pour une durée de
deux ans, jusqu'à mars 2012. Considérant l'excellent état de tous
les instruments, la Nasa décidait ensuite d'une prolongation de
mission d'un an, soit jusqu'en mars 2013, puis au terme de celle-ci,
d'une nouvelle prolongation de deux ans jusqu'à mars 2015. La
première prolongation fut mise à profit par les scientifiques pour
lancer une campagne d'imagerie au moyen du filtre clair à large
bande de la caméra WAC (Wide Angle Camera). Bien que les gisements
polaires se trouvent plongés dans une obscurité perpétuelle, par le
biais de nombreux perfectionnements dans l'imagerie, le WAC a été en
mesure d'obtenir des images des surfaces des dépôts en s'appuyant
sur les très faibles niveaux de lumière diffusée par les parois
éclairées des cratères. "Cette méthode a fonctionné de façon
spectaculaire", s'émerveille Nancy Chabot.
En scrutant Prokofiev, le plus grand
cratère du pôle nord de Mercure, les scientifiques y ont découvert
une étendue de matière particulièrement brillante aux ondes radar.
"Les nouvelles images montrent de vastes régions possédant des
propriétés de réflectance très distinctes", annonce Nancy Chabot.
"Un emplacement interprété comme une vaste étendue généralisée de
glace d'eau présentant une surface craquelée indiquant une formation
plus récente que n'importe lequel des cratères sous-jacents".
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Surface
à haute réflectance dans le cratère de Prokofiev. Le contour du
cratère de 112 km de diamètre est décrit en cyan. Toutes les images
sont en projection stéréographique sur le pôle Nord, le haut est
dirigé à 180° est.
A: La
zone entourée de jaune représente la partie de forte réflexion aux
ondes radar détectée en 2011, incrustée dans la région constamment
occultée (en rouge) déterminée à partir des images MDIS de
Messenger. (Neumann et al., 2013).
B:
Valeurs de réflectance de l'altimètre laser de Messenger (barre de
couleur) à 1064 nm dans la zone de forte réflexion radar. (Neumann
et al., 2013).
C: Une
image à large bande de la caméra grand angle (WAC) révèle un espace
de réflexion plus élevé sur le fond du cratère (cadre rose).
D: Une
deuxième image à large bande de WAC acquise sous un éclairage
différent montre la même surface de forte réflexion.
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E:
Agrandissement de la zone au sein du cadre rose de l'image C.
F: Agrandissement de la zone au sein du cadre rose de l'image D.
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Dans d'autres régions, la glace est
présente, ajoute la scientifique, "mais elle est recouverte d'une
fine couche de matière plus sombre formée de composés gelés riches
en matière organique". Sur les images de ces zones, les
incrustations foncées apparaissent à la limite de la visibilité.
"L'une des grandes questions que nous nous posions était de savoir
quand les dépôts de glace d'eau se sont formés. Sont-ils vieux de
plusieurs milliards d'années ou de formation récente ? Comprendre
l'âge de ces dépôts a de nombreuses implications pour la
compréhension de la distribution d'eau sur toutes les planètes
telluriques, y compris la Terre", annonce Nancy Chabot.
Dans l'ensemble, les images indiquent que les dépôts polaires sont
apparus récemment, ou sont régulièrement restaurés en surface par un
processus continu. Les images révèlent également une distinction
notable entre la Lune et Mercure, qui ajoute un indice
supplémentaire sur la datation des dépôts gelés.
"Alors que les régions polaires de Mercure hébergent de vastes zones
de glace, les mêmes régions polaires de la Lune comprennent aussi
des zones d'ombres permanentes, qui sont encore plus froides, mais
d'aspect complètement différent", indique Nancy Chabot. "Une
explication possible de cette différence pourrait être que les
gisements de glace sur Mercure ont été mis en place plus récemment.
Il est possible que ces dépôts forment la dernière partie d'un
processus beaucoup plus long, au cours duquel une masse considérable
de substances volatiles se sont répandues des parties externes vers
l'intérieur de notre système solaire tout au long de son histoire",
ajoute-t-elle.
"Il s'agit bien d'une question-clé", déclare Nancy Chabot. "Car si
vous pouvez comprendre pourquoi deux corps présentant la même
morphologie se révèlent de caractéristiques différentes, vous pouvez
aussi mieux comprendre quel processus est derrière tout cela, et qui
est à son tout directement relié à l'âge et à la distribution de la
glace d'eau dans le système solaire. Cela constituera un sujet
d'étude très intéressant à l'avenir".
Source : John Hopkins
University.
Messenger, sur le site de la Nasa.
Messenger,
sur le site de la Johns Hopkins University
Applied Physics Laboratory
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Surfaces ombragées en
permanence au sein de cratères situés en latitudes plus élevées,
vues par la caméra grand angle de Messenger. Les contours sont
tracés en vert. Toutes les images sont en projection
stéréographique sur le pôle Nord, le haut est dirigé à 180° est.
A: Chesterton (37 km de
diamètre).
B: Tolkien (50 km de diamètre) ; le central est éclairé par le
Soleil.
C: Tryggvadottir (31 km de diamètre).
D: Kandinsky (60 km de diamètre). |
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