# data[].attributes.body
En 2004, les astronomes dirigeant la mission « Mars Exploration Rover » de la NASA ont confirmé que de l’eau à l’état liquide exista jadis sur la surface de Mars !
Auparavant, les scientifiques avaient émis l’hypothèse de l’existence d’eau sur Mars en des temps reculés, en raison de l’état de sa surface qui ressemblait à de l’érosion, comme ce que l’on trouve sur Terre.

Aujourd’hui, l’atmosphère de dioxyde de carbone présente sur Mars est tellement fine que c’est une planète froide et sèche, avec des pôles d’eau gelée et de dioxyde de carbone. Mais il semble que de petits jets d’eau provenant de la croûte martienne continuent de remonter à la surface par endroits.

Taille : 6779 km de diamètre
Masse :  639e21 kg (6,39 × 10^20 tonnes)
Distance au Soleil : de 207 millions de km (Périhélie) à 250 millions de km (Aphélie)
Distance à la Terre: de 56 à 400 millions de km
Caractéristique : planète la plus étudiée après la Terre
Observation : visible à l’œil nu, couleur rouge
1 jour martien : Un peu plus d’un jour terrestre (24h 39 mn)
1 année martienne : 687 jours terrestres
Robots au sol : Opportunity (M.E.R) et Curiosity (M.S.L)

# data[].attributes.body
Elle est la dernière géante gazeuse de notre système solaire. Il n’est possible de l’observer qu’à l’aide d’un télescope. Les scientifiques pensent que sa composition interne est similaire à celle d’Uranus, de même que sa couleur bleue est due à la présence de méthane.

Place dans le système solaire : 8e planète
Taille : 49 244 km de diamètre
Masse : 1,024 × 10^26 kg
Distance au soleil : 4,498 milliards km
Distance maximale depuis la Terre : 4 687 millions de km
Température : −218 °C
1 jour sur Neptune : 16 heures.
Une année sur Neptune : 164,79 ans
Surface : gaz, roches en fusion et glaces

# data[].attributes.body
Septième planète du système solaire, Uranus est une géante gazeuse bleue. On ne connait pas très bien la composition interne de cette planète, mais on est certain qu’elle est différente de celle de Jupiter et Saturne. Sa couleur bleue est due à une forte présence de méthane.

Place dans le système solaire : 7e planète
Taille : 50724 km de diamètre (3e plus grosse planète)
Masse : 8,681 0×1025 kg
Distance au soleil : 3 milliards de km
Distance maximale depuis la Terre : 3 157 millions de km
Température : −225 °C
1 jour sur Uranus : 17 heures.
Une année sur Uranus : 84 ans
Surface : gaz, roches en fusion et glaces

# data[].attributes.body
Saturne, la rivale de Jupiter, possède un système d’anneaux bien plus complexe et un nombre équivalent de satellites. Titan, l’un des satellites de Saturne, possède l’atmosphère la plus épaisse de tous les autres satellites du système solaire. Une autre lune de Saturne, Encelade, possède des geysers d’eau liquide. Quant à Uranus et Neptune, elles possèdent peu d’hydrogène en proportion de Jupiter et Saturne ; Uranus, qui possède également des anneaux, a la particularité d’avoir une rotation à 98° sur le plan de son orbite.

Place dans le système solaire : 6e planète
Taille : 116464 km de diamètre (2e plus grosse planète, 750 fois la taille de la Terre)
Masse : 5,683 × 10^26 kg
Distance au soleil : 1,429 milliard de km
Distance maximale depuis la Terre : 1 658 millions de km
Température : -180°C
1 jour sur Saturne : 10,6 heures.
Une année saturnienne : 29,5 ans
Surface : Gaz d’hydrogène et d’hélium

# data[].attributes.body
Jupiter est la plus grosse planète de notre Système solaire. Son atmosphère d’hélium et d’hydrogène contient de gros nuages colorés, et son immense magnétosphère, ses anneaux et satellites en font à elle seule un véritable système planétaire. Une des plus grosses lunes de Jupiter, Io, possède des volcans qui font de sa surface la plus chaude de tout le système solaire. Au moins quatre des satellites de Jupiter possèdent une atmosphère, et au moins trois sont susceptibles de contenir de l’eau à l’état liquide ou partiellement gelée. Il se peut qu’Europe, un autre satellite de Jupiter, possède tout un océan d’eau liquide sous sa croûte glacée !
La lune Callisto est très éloignée de Jupiter, et semble particulièrement âgée. Quant à Ganymède, c'est le plus gros des satellites joviens : il est plus grand que la planète Mercure !

Taille : 142984 km de diamètre
Masse : 1.90 × 10^27 kg (318 Terres)
Distance au soleil : 778,5 millions de km
Distance depuis la Terre : 600 Millions de km
Température : -161°C
1 jour jovien : 10 heures
1 année jovienne : 12 ans terrestres
Missions vers Jupiter : Galileo, Juno
Surface : Gaz d’hydrogène et d’hélium

# data[].attributes.body
La Terre est à ce jour la seule planète connue pour abriter en abondance de l’eau à l’état liquide et de la vie. C’est également la planète la plus connue de l’homme. Depuis des siècles elle est étudiée dans ses coins les plus reculés.

Taille : 12742 km de diamètre
Masse : 5,972E24 kg (5,97200 × 10^21 tonnes)
Distance au Soleil : 150 millions de km
Distance à la Lune : 384 400 km
Caractéristique : seule planète connue abritant la vie
Âge : 4,54 milliards d’années
Population humaine : 7 milliards

# data[].attributes.body
Vénus possède une atmosphère de dioxyde de carbone 90 fois plus épaisse que sur la Terre, ce qui provoque un remarquable effet de serre. Il en résulte une température extrême, la plus brûlante de toutes les planètes : il y règne une température d’environ 477°C !

Autre nom :  étoile du berger
Taille :  12104 km de diamètre
Masse :  4,867E24 kg (0,815 Masse terrestre)
Distance au Soleil :  de 107 Millions de km (Périhélie) à 109 Millions de km (Aphélie)
Caractéristique : Tourne sur elle-même dans le sens opposé des autres planètes
Température : 480°C au sol, de jour comme de nuit
Observation : Objet le plus lumineux après le Soleil et la Lune
1 jour vénusien : 243 jours terrestres
1 année vénusienne : 224 jours terrestres
Rotation de la couche nuageuse : 4 jours seulement

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Mercure est étonnamment dense, et cela est apparemment dû au fait qu’elle ait un noyau ferreux particulièrement important. L’atmosphère ténue de Mercure laisse à sa surface le témoignage de bombardements d’astéroïdes ayant eu lieu dans sa jeunesse.

Taille : 4878 km de diamètre
Masse : 330,2×10^21 kg
Distance au soleil : de 46 Millions de km (Périhélie) à 70 Millions de km (Aphélie)
Distance depuis la Terre : 90 Millions de km à 210 Millions de km
Température : Entre -175°C et 427°C
Temps pour l’atteindre : 6 ans
1 jour mercurien : 176 jours terrestres
1 année mercurienne : 88 jours terrestres
Missions vers Mercure : Mariner 10, Messenger, Bepicolombo
Surface : Paysage désolé fait de cratères et de fissures

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Neptune

Neptune vue par la sonde Voyager 2 en 1989.

Caractéristiques orbitales

Demi-grand axe

4 498 400 000 km
(30,069 9 au)

Aphélie

4 537 000 000 km
(30,328 au)

Périhélie

4 459 800 000 km
(29,811 6 au)

Circonférence orbitale

28 263 700 000 km
(188,931 au)

Période de révolution

60 216,8 d
(≈ 164.86 a)

Période synodique

367,429 d

Vitesse orbitale moyenne

5,432 48 km/s

Vitesse orbitale maximale

5,479 5 km/s

Vitesse orbitale minimale

5,386 1 km/s

Inclinaison sur l'écliptique

1,77 °

Nœud ascendant

131,784 °

Argument du périhélie

273,2 °

Satellites connus

16, notamment Triton.

Anneaux connus

5 principaux.

Caractéristiques physiques

Rayon équatorial

24 764 ± 15 km
(3,883 Terres)

Rayon polaire

24 341 ± 30 km
(3,829 Terres)

Rayon moyen
volumétrique

24 622 km
(3,865 Terres)

Périmètre équatorial

155 597 km

Superficie

7,640 8 × 10 ⁹ km²
(14,98 Terres)

Volume

6,252 6 × 10 ¹³ km³
(57,74 Terres)

Masse

1,024 3 × 10 ²⁶ kg
(17,147 Terres)

Masse volumique globale

1 638 kg/m³

Gravité de surface

11,15 m/s²
(1,14 g)

Vitesse de libération

23,5 km/s

Période de rotation
(jour sidéral)

0,671 25 d
(16 h 6,6 min)

Vitesse de rotation
(à l'équateur)

9 660 km/h

Irradiance solaire

1,51 W/m²
(0,001 Terre)

Température d'équilibre
du corps noir

46,6 K (−226,4 °C)

* Température à 10 k Pa

55 K (−218 °C)

* Température à 100 k Pa

72 K (−201 °C)

Caractéristiques de l'atmosphère

Masse volumique
à 100 k Pa

0,45 kg/m³

Hauteur d'échelle

19,1 à 20,3 km

Masse molaire moyenne

2,53 à 2,69 g/ mol

Deutérure d'hydrogène HD

190 ppm

Histoire

Découverte par

Urbain Le Verrier (calcul),
Johann Gottfried Galle ( obs.) sur les indications d' Urbain Le Verrier.
Voir Découverte de Neptune.

Découverte le

(calcul)[N 1]
( obs.)

Neptune est la huitième planète par ordre d'éloignement au Soleil et la plus éloignée connue du Système solaire. Elle orbite autour du Soleil à une distance d'environ 30,1 (4,5 milliards de kilomètres), avec une excentricité orbitale moitié moindre que celle de la Terre et une période de révolution de 164,79 . Il s'agit de la troisième planète la plus massive du Système solaire et de la quatrième plus grande par la taille - un peu plus massive mais un peu plus petite qu' Uranus. Par ailleurs, elle est la planète géante la plus dense.

N'étant pas visible à l' œil nu, Neptune est le premier objet céleste et la seule des huit planètes du Système solaire à avoir été découverte par déduction plutôt que par observation empirique. En effet, l'astronome français Alexis Bouvard avait noté des perturbations gravitationnelles inexpliquées sur l'orbite d'Uranus et conjecturé au début du siècle qu'une huitième planète, plus lointaine, pouvait en être la cause. Les astronomes britanniques John Couch Adams en 1843 et français Urbain Le Verrier en 1846 calculèrent indépendamment la position prévue de cette hypothétique planète. Grâce aux calculs de ce dernier, elle fut finalement observée pour la première fois le par l'astronome prussien Johann Gottfried Galle, à un degré de la position prédite. Bien que Galle ait utilisé les calculs de Le Verrier pour découvrir la planète, la paternité de la découverte entre Adams et Le Verrier fut longtemps disputée. Sa plus grande lune, Triton, est découverte 17 jours plus tard par William Lassell. Depuis 2024, on connaît 16 satellites naturels de Neptune. La planète possède également un système d'anneaux faible et fragmenté et une magnétosphère.

La distance de la planète à la Terre lui donnant une très faible taille apparente, son étude est difficile avec des télescopes situés sur la Terre. Neptune est visitée une seule fois lors de la mission , qui en réalise un survol le . L'avènement du télescope spatial Hubble et des grands télescopes au sol à optique adaptative a ensuite permis des observations détaillées supplémentaires.

Comme celles de Jupiter et Saturne, l' atmosphère de Neptune est composée principalement d' hydrogène et d' hélium ainsi que de traces d' hydrocarbures et peut-être d' azote, bien qu'elle contienne une proportion plus élevée de " glaces " au sens astrophysique, c'est-à-dire de substances volatiles telles que l' eau, l' ammoniac et le méthane. Cependant, comme Uranus, son intérieur est principalement composé de glaces et de roches, d'où leur nom de " géantes de glaces ". Par ailleurs, le méthane est partiellement responsable de la teinte bleue de l'atmosphère de Neptune, bien que l'origine exacte de ce bleu azur reste encore inexpliquée. De plus, contrairement à l'atmosphère brumeuse et relativement sans relief d'Uranus, l'atmosphère de Neptune présente des conditions météorologiques actives et visibles. Par exemple, au moment du survol de en 1989, l'hémisphère sud de la planète présentait une Grande Tache sombre comparable à la Grande Tache rouge sur Jupiter. Ces conditions météorologiques sont entraînées par les vents les plus forts connus dans le Système solaire, atteignant des vitesses de 2 100 km/h. En raison de sa grande distance au Soleil, son atmosphère extérieure est l'un des endroits les plus froids du Système solaire, les températures au sommet des nuages approchant ().

La planète porte le nom de Neptune, dieu des mers dans la mythologie romaine, et a pour symbole astronomique ♆, une version stylisée du trident du dieu.

Neptune n'est pas visible à l' œil nu, ; il a donc fallu l'invention du télescope pour pouvoir l'observer. Pourtant, cette découverte se démarque de celle des autres planètes car elle est avant tout mathématique : elle est faite par le calcul à partir de la trajectoire et des caractéristiques d' Uranus. Ainsi, le télescope n'a ensuite servi qu'à la confirmation de la découverte.

Plusieurs astronomes, avant sa découverte au siècle, l'observent cependant sans pour autant noter qu'il s'agit d'une planète. Ainsi, les dessins astronomiques de Galilée montrent qu'il observe Neptune le alors qu'elle apparaît en conjonction avec Jupiter. La planète est alors répertoriée comme une simple étoile fixe. Il la remarque de nouveau dans le ciel un mois plus tard, le , et une étude de 2009 avance qu'il constate même qu'elle a bougé par rapport à une étoile voisine,. Ainsi, ce ne peut pas être une étoile fixe, mais Galilée ne tire aucune conclusion et ne l'évoque plus par la suite. Comme il pensait alors n'avoir observé qu'une étoile, il n'est pas crédité de sa découverte. Neptune est également observée par Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 - 1807) en 1795 et par John Herschel, fils de William Herschel, qui a auparavant découvert Uranus, en 1830, sans qu'ils ne notent non plus rien de particulier, la prenant aussi pour une étoile.

Les mathématiciens commencent dès 1788 à observer que la planète Uranus, récemment découverte, ne présente pas une orbite semblant se conformer aux modèles existants. Aussi, plus le temps passe et plus l'erreur entre la position annoncée de l'astre et celle relevée augmente. Jean-Baptiste Joseph Delambre tente d'expliquer les anomalies en ajoutant l' influence gravitationnelle de Jupiter et Saturne dans ses calculs. Ses tables sont alors plus précises, mais ne permettent toujours pas de prévoir le mouvement de la planète à long terme,. En 1821, l'astronome français Alexis Bouvard publie de nouvelles tables en utilisant 17 observations étalées sur les 40 années écoulées depuis sa découverte pour tenter, en vain, d'expliquer l'orbite d'Uranus,. Des observations ultérieures révèlent des écarts substantiels par rapport aux tables, conduisant Bouvard à émettre l'hypothèse qu'un corps inconnu perturberait l'orbite par interaction gravitationnelle.

Lors d'une réunion de la British Science Association, George Biddell Airy rapporte que les tables de Bouvard sont erronées de l'ordre d'une minute de degré. Principalement deux hypothèses s'opposent alors : celle de Bouvard sur l'existence d'une autre planète encore inconnue, qui pourrait affecter les mouvements d'Uranus, et celle d'une remise en cause de la loi universelle de la gravitation, proposée par Airy - selon lui, la loi de gravitation perdrait de sa validité au fur et à mesure que l'on s'éloigne du Soleil,. Cependant, l'existence d'une nouvelle planète trans-uranienne fait consensus pour la plupart des astronomes pour expliquer les perturbations du mouvement d'Uranus,.

Étudiant à Cambridge, John Couch Adams trouve le le rapport d'Airy concernant le problème de l'orbite d'Uranus et est intéressé par la question. En 1843, une fois ses études finies, il se met au travail et s'appuie sur la loi de Titius-Bode pour obtenir une première approximation de la distance de cette nouvelle planète au Soleil,,. Dans la mesure où la plupart des planètes - sauf Mercure - possèdent une orbite faiblement excentrique, il suppose également que son orbite est circulaire afin de simplifier les calculs. Il termine ses travaux deux ans plus tard, en ayant déterminé la position de Neptune avec une erreur de moins de deux degrés à la position réelle, mais il lui faut encore confirmer par observation,. James Challis, directeur de l'observatoire de Cambridge, le renvoie à l' astronome royal Sir George Biddell Airy. Celui-ci émet dans un premier temps des doutes sur les travaux de son jeune collègue,,.

Parallèlement, en France, François Arago - alors directeur de l' observatoire de Paris - encourage le mathématicien Urbain Le Verrier, spécialisé en mécanique céleste, à déterminer les caractéristiques de cette huitième planète. Il commence ses travaux sur Uranus en 1845 et, ignorant totalement ceux d'Adams, utilise une méthode différente et indépendante,, puis publie ses premiers résultats le dans Premier mémoire sur la théorie d'Uranus, puis dans Recherche sur les mouvements d'Uranus le .

Airy, remarquant les travaux de l'astronome français, fait le parallèle avec ceux d'Adams et entre en contact avec Le Verrier. Ce dernier lui demande à son tour d'effectuer les recherches de la planète à l'aide des calculs qu'il vient de publier, mais Airy refuse. Finalement, sous la pression de George Peacock, Airy demande à James Challis le d'entreprendre la recherche du nouvel astre au télescope. Adams, informé par le directeur de Cambridge, fournit de nouvelles coordonnées à Challis, en précisant que l'objet serait de magnitude 9, mais Airy propose à Challis d'observer une large portion du ciel et jusqu'à une magnitude 11. Cette méthode demande à Challis beaucoup plus de temps d'observation, d'autant plus qu'il ne dispose pas de cartes de la zone à observer fiables. Challis commence ses recherches le puis parcourt le ciel en août et en septembre, sans réussir à l'identifier,.

Perturbations d'Uranus dues à la présence de Neptune (non à l'échelle).

Le Verrier communique ses résultats définitifs à l' Académie des sciences le . Devant le peu d'enthousiasme des astronomes français, il décide de faire alors appel à l'une de ses connaissances, l'astronome prussien Johann Gottfried Galle, de l'observatoire de Berlin,. Heinrich d'Arrest, étudiant à l'observatoire, suggère à Galle de comparer une carte du ciel récemment dessinée dans la région de l'emplacement prédit par Le Verrier avec le ciel actuel, pour rechercher le déplacement caractéristique d'une planète, par opposition à une étoile,.

Le , Galle reçoit par lettre la position de la planète. Il découvre Neptune le soir même, en pointant son télescope à l'endroit indiqué ; elle se trouve alors à seulement un degré de l'emplacement calculé par Le Verrier,. Il l'observe à nouveau le lendemain, pour vérifier si l'astre a bien bougé, avant de confirmer qu'il s'agit bien de la planète recherchée,. Triton, son plus gros satellite naturel, est découverte par William Lassell 17 jours après Neptune,.

Outre-Manche, la déception est grande. Challis, en revoyant ses notes, découvre qu'il a observé Neptune deux fois, les 4 et , mais ne l'a pas reconnue comme une planète car il lui manquait une carte stellaire à jour et il était distrait par son travail simultané sur les observations de comètes,. Par ailleurs, une vive rivalité nationaliste se lance entre les Français et les Britanniques afin d'attribuer la paternité de la découverte. Les Britanniques avancent les papiers d'Adams tandis que les Français réfutent en rappelant que seule une publication officielle peut valider la découverte, et refusent par principe que le nom d'Adams figure à côté de celui de Le Verrier dans les livres d'histoire. En , Adams et Le Verrier se rencontrent pour la première fois à la British Association for the Advancement of Science et entretiennent par la suite une relation amicale.

Finalement, un consensus international apparaît pour que Le Verrier et Adams aient un crédit conjoint. Cependant, depuis 1966, Dennis Rawlins remet en question la prétention d'Adams à la co-découverte et la question est réévaluée par les historiens avec le retour en 1998 des " Neptune papers " à l' Observatoire royal de Greenwich. Après étude des documents, le compte rendu suggère que " Adams ne mérite pas le même crédit que Le Verrier pour la découverte de Neptune. Ce crédit appartient uniquement à la personne qui a réussi à la fois à prédire la position de la planète et à convaincre les astronomes de la rechercher ".

Neptune, dieu des mers, armé de son trident caractéristique (musée du Louvre).

Peu de temps après sa découverte, Neptune est simplement appelée " la planète extérieure à Uranus " ou encore " planète Le Verrier ". La première suggestion de nom vient de Johann Galle, qui propose le nom " Janus ", du dieu romain des commencements et des fins, des choix et des portes,. En Angleterre, Challis propose le nom d'" Oceanus ", un Titan fils d' Ouranos (équivalent grec d'Uranus),.

Revendiquant le droit de nommer sa découverte, Le Verrier propose rapidement le nom " Neptune " pour cette nouvelle planète, tout en affirmant faussement que cela a été officiellement approuvé par le Bureau des longitudes,. En , il change d'avis et cherche à nommer la planète " Le Verrier ", de son nom, ayant le soutien fidèle du directeur de l'observatoire, François Arago. Cette suggestion rencontre cependant une vive résistance hors de France. Les almanachs français réintroduisent le nom " Herschel " pour Uranus, d'après le découvreur de cette planète, Sir William Herschel, et " Leverrier " pour la nouvelle planète.

Wilhelm von Struve se prononce en faveur du nom " Neptune " le à l' Académie des sciences de Saint-Pétersbourg,. Aussi, " Neptune " devient rapidement le nom internationalement accepté. Dans la mythologie romaine, Neptune est le dieu de la mer, identifié au dieu grec Poséidon. La demande d'un nom mythologique est par ailleurs en accord avec la nomenclature des autres planètes qui sont toutes nommées d'après la mythologie romaine,.

La plupart des langues utilisent aujourd'hui une variante du nom " Neptune " pour la planète. Dans les langues chinoises, en vietnamien, en japonais et en coréen, le nom de la planète est traduit par " étoile du roi de la mer " (海王星). En grec moderne, la planète a pour nom " Poséidon " (Ποσειδώνας / Poseidónas ). En hébreu, רהב (), du nom d'un monstre marin mythique mentionné dans le Livre des Psaumes, est sélectionné comme nom officiel de la planète lors d'un vote organisé par l' Académie de la langue hébraïque en 2009 - même si le nom נפטון () reste couramment utilisé. Finalement, en maori, nahuatl et gujarati, la planète prend respectivement les noms du dieu maori de la mer Tangaroa, du dieu de la pluie Tlāloc et du dieu hindou de l'océan Varun.

Dessin du Système solaire par Percival Lowell en 1903.

Neptune est la seule des huit planètes connues à avoir été découverte par le calcul mathématique plutôt que par l'observation empirique. Contrairement aux sept autres planètes, Neptune n'est jamais visible à l' œil nu : sa magnitude apparente se situe entre 7,6 et 8,0 et en fait un astre environ quatre fois moins brillant que les plus pâles étoiles visibles à l'œil nu dont la magnitude apparente est de 6,. Elle n'apparaît comme un disque bleu-vert qu'à travers un télescope.

Durant le siècle et le début du , les astronomes pensent qu'Uranus et Neptune sont des planètes telluriques. En 1909, les scientifiques croient observer, dans le spectre de Neptune, la bande verte caractéristique d'une présence de la chlorophylle, et l'hypothèse de la vie végétale sur cette planète est émise. On s'aperçoit cependant quelques années plus tard que cette bande provient en réalité de l'emploi de plaques orthochromatiques.

À la fin du siècle, il est suggéré que les irrégularités observées dans le mouvement d'Uranus et de Neptune découlent de la présence d'une autre planète encore plus éloignée. Après des recherches approfondies, Pluton est découverte le au point de coordonnées fourni par les calculs de William Henry Pickering et Percival Lowell pour la . Cependant, la nouvelle planète est trop lointaine pour générer les irrégularités observées dans le mouvement d'Uranus, tandis que celles observées pour Neptune découlaient d'une erreur dans l'estimation de la masse de la planète (qui a été identifiée avec la mission de ). La découverte de Pluton est donc plutôt fortuite. En raison de sa grande distance, la connaissance de Neptune reste faible au moins jusqu'en 1949, quand Gerard Kuiper découvre sa deuxième lune Néréide. Dans les années 1970 et 1980, des indices sont obtenus sur la présence probable d' anneaux planétaires ou au moins de fragments autour de Neptune. En 1981, une équipe menée par Harold Reitsema observe un troisième de ses satellites, Larissa,.

Depuis sa découverte en 1846 jusqu'à la découverte de Pluton en 1930, Neptune était la planète la plus éloignée connue. Avec cette découverte, Neptune devient l'avant-dernière planète, sauf pour une période de 20 ans entre 1979 et 1999, lorsque l'orbite elliptique de Pluton faisait qu'elle était plus proche du Soleil que Neptune,,. Finalement, la découverte de la ceinture de Kuiper en 1992 conduit de nombreux astronomes à débattre de la question de Pluton et de savoir si elle doit toujours être considérée comme une planète ou comme intégrée à la ceinture de Kuiper,. En 2006, l' Union astronomique internationale définit le mot " planète " pour la première fois, reclassant Pluton comme " planète naine " et faisant de Neptune à nouveau la planète la plus éloignée du Soleil,.

Comparaison de taille entre Neptune et la Terre.

D'une masse de 1,024 × 10 ²⁶ kg, Neptune est un corps intermédiaire entre la Terre et les géantes gazeuses comme Jupiter ou Saturne. En effet, la masse neptunienne est 17 fois plus importante que celle de la Terre mais 1/ de la masse jovienne,,. Le rayon équatorial de la planète est de 24 764 km, environ quatre fois celui de la Terre,. Sa gravité à 1 est de 11,15 ,, soit 1,14 fois la gravité de surface sur Terre, surpassée seulement par Jupiter dans le Système solaire.

Du fait de la compression gravitationnelle, Neptune est plus petite qu' Uranus (49 528 km de diamètre pour Neptune, contre 51 118 km pour Uranus) car elle est plus massive que cette dernière (Uranus possède une masse de ),.

Par ailleurs, Neptune et Uranus sont souvent considérées comme une sous-classe des planètes géantes, appelées " géantes de glaces " en raison de leur taille plus petite et de leur plus forte concentration de substances volatiles par rapport à Jupiter et Saturne. Dans le cadre de la recherche d' exoplanètes, Neptune est utilisée comme métonymie : les corps découverts ayant une masse similaire sont en effet qualifiés de " Neptunes ", par exemple les Neptune chauds ou froids,.

Composition de Neptune :
1 - haute atmosphère ;
2 - atmosphère composée de gaz d'hélium, d'hydrogène et de méthane ;
3 - manteau composé de glaces d'eau, d'ammoniac et de méthane ;
4 - noyau rocheux.

La structure interne de Neptune serait similaire à celle d'Uranus. Aussi, bien que sa densité soit trois fois plus faible que celle de la Terre, il s'agit de la planète géante la plus dense du Système solaire. Cela implique qu'un plus large pourcentage de son intérieur est composé de glaces fondues et de matériaux rocheux. Ainsi, elle possède probablement un noyau solide composé de fer, de nickel et de silicates, d'une masse d'environ 1,2 fois celle de la Terre,. La pression au centre serait d'environ 8 Mbar (800 GPa) - environ deux fois plus élevée qu'au centre de la Terre - et la température d'environ 8 100 K (7 826,85 °C) - soit plus que celle régnant dans le noyau interne terrestre et à la surface du Soleil,.

Au-dessus de ce noyau, à l'instar d'Uranus, Neptune pourrait présenter une composition assez uniforme (différentes glaces, hydrogène et hélium) et non pas une structure " en couches " comme Jupiter et Saturne. Cependant, plusieurs modèles actuels de la structure d'Uranus et Neptune proposent l'existence de trois couches : un cœur rocheux, une couche médiane allant de glacée à liquide et formée d'eau, de méthane et d'ammoniac, et une atmosphère d'hydrogène et d'hélium, bien que la réalité puisse être plus complexe.

En 1981, des études théoriques et des expériences réalisées par compression laser conduisent Marvin Ross, du laboratoire national Lawrence Livermore, à proposer que cette couche soit totalement ionisée et que le méthane y soit pyrolysé en carbone sous forme de métal ou de diamant. Le méthane se décompose en carbone et en hydrocarbures. Ensuite, la précipitation du carbone libère de l'énergie - énergie potentielle gravitationnelle convertie en chaleur - entraînant des courants de convection qui libèrent les hydrocarbures dans l'atmosphère. Ce modèle expliquerait la présence d'hydrocarbures divers dans l'atmosphère de Neptune,.

En 2017, de nouvelles expériences simulant les conditions présumées régner vers 10 000 km sous la surface d'Uranus et de Neptune viennent conforter ce modèle en produisant des diamants de taille nanométrique. Ces conditions de hautes température et pression ne peuvent pas être maintenues plus d'une nanoseconde sur Terre mais, dans les conditions régnant dans les atmosphères de Neptune ou d'Uranus, les nano-diamants auraient le temps de croître pour donner des pluies de diamants,,. Il est également supposé que ce type de pluie de diamants se produise sur Jupiter et Saturne. Aussi, le sommet du manteau peut être un océan de carbone liquide où les " diamants " solides flottent,,.

Le manteau équivaut à entre 10 et 15 masses terrestres et est riche en eau, en ammoniac et en méthane. Comme il est d'usage en science planétaire, ce mélange est qualifié de glacé même s'il s'agit d'un fluide chaud et dense. Ce fluide, qui a une conductivité électrique élevée, est parfois appelé océan eau-ammoniac. Le manteau peut être constitué d'une couche d'eau ionique dans laquelle les molécules d'eau se décomposent en ions hydrogène et oxygène, et plus profondément en eau superionique, dans laquelle l'oxygène cristallise mais les ions hydrogène flottent librement dans le réseau d'oxygène.

Quatre images prises à quatre heures d'intervalle chacune par Hubble (Wide Field Camera 3 ).

Le climat varié de Neptune par rapport à Uranus est en partie dû à sa chaleur interne plus élevée. Les régions supérieures de la troposphère de Neptune atteignent une température basse de 55 K (−218,15 °C). À une profondeur où la pression atmosphérique est égale à (), la température est de 72 K (−201,15 °C). Plus profondément à l'intérieur des couches de gaz, la température augmente de façon constante.

Comme pour Uranus, la source de ce réchauffement est inconnue. Cependant, l'écart est plus grand sur Neptune : si Uranus rayonne 1,1 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit du Soleil, Neptune rayonne environ 2,61 fois plus d'énergie qu'elle n'en reçoit,,. Ainsi, même si Neptune se trouve 50 % plus loin du Soleil qu'Uranus et ne reçoit donc que 40 % de sa lumière solaire, sa chaleur interne est suffisante pour générer les vents planétaires les plus rapides du Système solaire.

Selon les propriétés thermiques de son intérieur, la chaleur résultante de la formation de la planète peut être suffisante pour expliquer ce flux de chaleur actuel, bien qu'il soit difficile d'expliquer simultanément le manque de chaleur interne d' Uranus tout en observant la similitude apparente entre les deux planètes. Il est aussi possible que les activités atmosphériques sur les deux géantes glacées soient plus dépendantes de l' irradiation solaire que de la quantité de chaleur s'échappant de leur intérieur.

Or, la température de Neptune est loin d'être stabilisée. Grâce à près d'une centaine d'images prises avec le Très Grand Télescope, une équipe de chercheurs obtient ainsi des résultats non explicables par la théorie actuelle. D'une part, entre 2003 et 2018, la température moyenne aurait baissé de 8 °C, en dépit de l'arrivée de l'été austral. D'autre part, un réchauffement rapide est constaté au pôle Sud de Neptune de 2018 à 2020, avec près de 11 °C d'augmentation durant ces deux seules années,.

Image composite de lumière visible et infrarouge de Neptune, montrant des bandes de méthane (en rouge) dans son atmosphère. Par ailleurs, on voit quatre de ses lunes : Protée, Larissa, Galatée et Despina (par Hubble).

L'atmosphère de Neptune, épaisse de plus de 8 000 km, est composée en volume d'environ 80 % d' hydrogène et de 19 % d' hélium avec de l'ordre de 1,5 % de méthane CH ₄- le fait que la somme fasse plus de 100 % est dû aux incertitudes sur ces proportions. Des traces d' ammoniac (NH ₃), d' éthane (C ₂H ₆) et d' acétylène (C ₂H ₂) ont également été détectées. Son atmosphère forme environ 5 % à 10 % de sa masse et représente 10 % à 20 % de son rayon.

La couleur bleue de Neptune provient principalement du méthane qui absorbe la lumière dans les longueurs d'onde du rouge. En effet, des bandes d'absorption importantes de méthane existent à des longueurs d'onde du spectre électromagnétique supérieures à 600 nm.

L'atmosphère de Neptune est divisée en deux régions principales : la basse troposphère, où la température diminue avec l'altitude, et la stratosphère, où la température augmente avec l'altitude. La frontière entre les deux, la tropopause, se situe à une pression de 0,1 bar (10 kPa). La thermosphère vers les pressions proches de 10 stratosphère cède ensuite la place à la ⁻⁵ à 10 −4 bar (1 à 10 Pa) puis passe progressivement à l' exosphère.

Les modèles suggèrent que la troposphère de Neptune est entourée de nuages de compositions variables selon l'altitude. Les nuages de niveau supérieur se trouvent à des pressions inférieures à un bar, où la température permet au méthane de se condenser. Pour des pressions comprises entre un et cinq bars (100 et 500 kPa), ce sont des nuages d'ammoniac et de sulfure d'hydrogène qui se formeraient. Au-dessus d'une pression de cinq bars, les nuages peuvent être constitués d'ammoniac, de sulfure d'ammonium, d'hydrogène sulfuré et d'eau. Plus profondément, vers 50 bars et là où la température atteint 0 °C, il serait possible de trouver des nuages de glace d'eau.

Des nuages de haute altitude sur Neptune ont été observés, projetant des ombres sur le pont nuageux opaque en dessous. Il existe également des bandes nuageuses de haute altitude qui entourent la planète à une latitude constante. Ces bandes circonférentielles ont des largeurs de 50 et 150 km et se situent environ 50 et 110 km au-dessus du pont nuageux. Ces altitudes correspondent à la troposphère, là où les phénomènes climatiques se produisent.

Les images de Neptune suggèrent que sa stratosphère inférieure est trouble en raison de la condensation de produits de la photolyse ultraviolette du méthane, comme l' éthane et l' éthyne,. La stratosphère abrite également des traces de monoxyde de carbone et de cyanure d'hydrogène. La stratosphère de Neptune est plus chaude que celle d'Uranus en raison de sa concentration élevée en hydrocarbures.

Pour des raisons qui restent obscures, la thermosphère est à une température anormalement élevée d'environ 750 K (476,85 °C), la planète étant trop loin du Soleil pour que cette chaleur soit générée par rayonnement ultraviolet,. Le mécanisme de chauffage pourrait être l'interaction atmosphérique avec les ions dans le champ magnétique de la planète. Cela pourrait également être le résultat d' ondes de gravité qui se dissipent dans l'atmosphère. La thermosphère contient des traces de dioxyde de carbone et d'eau, qui peuvent avoir été déposées à partir de sources externes telles que les météorites et la poussière,. Une ionosphère constituée de plusieurs couches a également été découverte entre 1 000 et 4 000 km au-dessus du niveau 1 bar.

La température mesurée dans les couches les plus supérieures de l'atmosphère est de l'ordre de (−218 ), moyenne la plus basse mesurée sur une planète du Système solaire, après Uranus,

Pendant de nombreuses années, une différence marquée de couleur entre les atmosphères d'Uranus et de Neptune a suscité un questionnement dans la communauté scientifique. En , une publication propose une explication : l'image publiée par la NASA après le survol de était traitée pour augmenter la couleur bleue, dans le but de faire ressortir les nuages et les détails de son atmosphère, mais cette information s'est perdue. De nouvelles mesures du spectre de Neptune provenant du télescope spatial Hubble et du Very Large Telescope indiquent que les atmosphères des deux planètes seraient similaires et que les deux planètes partagent la même couleur à quelques variations près.

Le climat sur Neptune est caractérisé par d'importants systèmes de tempêtes, avec des vents dépassant les 2 000 km/h (environ 550 m/s), soit presque un flux supersonique dans l'atmosphère de la planète - où la vitesse du son est deux fois plus grande que sur Terre. Ces vents sont par ailleurs les plus rapides du Système solaire. En suivant le mouvement des nuages persistants, il a été observé que la vitesse du vent varie de 20 m/s lorsqu'ils vont vers l'est à 325 m/s lorsqu'ils vont vers l'ouest. Au sommet des nuages, les vents dominants varient en vitesse de 400 m/s le long de l'équateur jusqu'à 250 m/s aux pôles. La plupart des vents sur Neptune se déplacent dans une direction opposée à la rotation de la planète. Le schéma général des vents montre également une rotation prograde aux latitudes élevées par rapport à une rotation rétrograde aux latitudes faibles. Cette différence de direction d'écoulement serait une sorte d' effet de peau et non le résultat de processus atmosphériques plus profonds.

Neptune diffère grandement d'Uranus par son niveau typique d'activité météorologique. En effet, il n'a été observé aucun phénomène comparable sur Uranus d'après les observations de en 1986.

L'abondance de méthane, d'éthane et d' acétylène à l'équateur de Neptune est 10 à 100 fois supérieure à celle des pôles. Ceci est interprété comme une preuve de phénomènes similaires à une remontée d'eau à l'équateur provoquée par les vents puis d'une plongée d'eau près des pôles. En effet, la photochimie ne peut sinon pas expliquer la distribution sans circulation méridienne.

En 2007, il est découvert que la troposphère supérieure au pôle sud de Neptune est environ 10 degrés plus chaude que le reste de son atmosphère, qui a pour température moyenne environ 73 K (−200,15 °C). Le différentiel de température est suffisant pour permettre au méthane, qui est figé ailleurs dans la troposphère, de s'échapper dans la stratosphère près du pôle. Ce point chaud relatif est dû à l' inclinaison axiale de Neptune, celle-ci exposant le pôle sud au Soleil pendant le dernier quart de l'année de Neptune, soit environ 40 années terrestres. Au fur et à mesure que Neptune se déplace lentement vers le côté opposé du Soleil, le pôle sud devient assombri et le pôle nord illuminé, ce qui provoque le déplacement de ce point chaud vers le pôle nord.

En raison des changements saisonniers, la planète entrant dans son printemps dans son hémisphère sud, les bandes nuageuses de l'hémisphère sud de Neptune augmentent en taille et en albédo. Cette tendance est observée pour la première fois en 1980, et devrait durer jusque dans les années 2020, du fait des saisons qui durent quarante ans sur Neptune en raison de sa longue période de révolution.

Lors du passage de en 1989, la marque la plus distinctive de la planète était la " Grande Tache sombre ", qui présentait à peu près la moitié de la taille de la " Grande Tache rouge " de Jupiter. Cette tache était un gigantesque anticyclone couvrant 13 000 × 6 600 km qui pouvait se déplacer à plus de 1 000 km/h,.

La Grande Tache sombre générait de gros nuages blancs, juste en dessous de la tropopause. Contrairement aux nuages de l'atmosphère terrestre qui sont composés de cristaux de glace d'eau, ceux de Neptune sont constitués de cristaux de méthane. Aussi, tandis que les cirrus sur Terre se forment et se dispersent ensuite en quelques heures, ceux de la Grande Tache étaient encore présents après 36 heures (soit deux rotations de la planète).

La Grande Tache sombre (en haut), le Scooter (nuage blanc au milieu), et la Petite Tache sombre (en bas). Le contraste a ici été exagéré (1989).

En , le télescope spatial Hubble détecte qu'elle a complètement disparu, indiquant aux astronomes qu'elle avait été recouverte ou qu'elle s'était dissipée,. La persistance des nuages l'accompagnant prouve que certaines taches anciennes peuvent subsister sous la forme de cyclones. Toutefois, une tache presque identique était alors apparue dans l'hémisphère nord de Neptune. Cette nouvelle tache, appelée la Grande tache sombre du Nord (NGDS), est restée visible pendant plusieurs années. En 2018, une nouvelle tache similaire a été détectée par Hubble,.

Le Scooter est un groupe de nuages blancs plus au sud de la Grande Tache sombre. Ce surnom est apparu pour la première fois au cours des mois qui ont précédé le survol de en 1989 car il avait alors été observé qu'il se déplaçait à des vitesses plus rapides que la Grande Tache sombre,. La Petite Tache sombre est un cyclone encore plus au sud, la deuxième tempête la plus intense observée lors du survol de 1989. Sur les premières images, elle est complètement sombre mais à mesure que s'approchait de la planète, un noyau lumineux s'est développé et peut être vu dans la plupart des images à haute résolution. Ces deux taches avaient également disparu lors de l'observation de 1994 par Hubble,.

Ces taches sombres se produisent dans la troposphère à des altitudes plus basses que les nuages plus brillants, de sorte qu'elles apparaissent comme des trous dans les ponts de nuages supérieurs. Comme ce sont des caractéristiques stables qui peuvent persister pendant plusieurs mois, il est supposé qu'elles ont des structures de tourbillon. Les nuages de méthane plus brillants et persistants qui se forment près de la tropopause sont souvent associés à des taches sombres. Les taches sombres peuvent se dissiper lorsqu'elles migrent trop près de l'équateur ou éventuellement par un autre mécanisme inconnu.

La magnétosphère de Neptune ressemble à celle d'Uranus, avec un champ magnétique fortement incliné de 47° par rapport à son axe de rotation et décalé d'au moins 0,55 rayon du centre physique de la planète (soit environ 13 500 km).

Avant l'arrivée de Voyager 2 sur Neptune, il était supposé que la magnétosphère inclinée d'Uranus était le résultat de sa rotation sur le côté. Cependant, en comparant les champs magnétiques des deux planètes, il est à présent supposé que cette inclinaison extrême peut être caractéristique des flux magnétiques provenant de l'intérieur des planètes et ne résulte pas de son décalage physique ou d'une inversion de polarité. Ce champ serait alors généré par des mouvements de fluide convectif dans une fine couche sphérique de liquides électriquement conducteurs (probablement une combinaison d'ammoniac, de méthane et d'eau), créant un effet dynamo. Cependant, ses caractéristiques suggèrent qu'il pourrait être généré par un mécanisme différent que ceux de la Terre, Jupiter ou Saturne.

Le champ présente une période de rotation de 16,11 heures. La composante dipolaire du champ magnétique à l'équateur magnétique de Neptune est d'environ 14 microteslas (0,14 ). Le moment magnétique dipolaire de Neptune est d'environ 2,2 (soit 14 , où Rn est le rayon de Neptune). Le champ magnétique de Neptune a une géométrie complexe qui comprend des contributions relativement importantes de composants non dipolaires, y compris un moment quadripolaire fort qui peut dépasser le moment dipolaire en intensité. À l'inverse, des planètes comme la Terre, Jupiter et Saturne n'ont que des moments quadripolaires relativement faibles et leurs champs sont moins inclinés par rapport à l'axe polaire. Le grand moment quadripolaire de Neptune peut être le résultat de son décalage par rapport au centre de la planète et des contraintes géométriques du générateur dynamo du champ,. Par ailleurs, des aurores polaires sont découvertes sur la planète par .

L' arc de choc (" bow shock ") de Neptune - là où la magnétosphère commence à affecter le vent solaire - se produit à une distance de 34,9 fois le rayon de la planète. La magnétopause - là où la pression de la magnétosphère contrebalance le vent solaire - se situe à une distance de 23 à 26,5 fois le rayon de Neptune. La queue de la magnétosphère s'étend jusqu'à au moins 72 fois le rayon de Neptune, et probablement beaucoup plus loin.

Le demi-grand axe entre Neptune et le Soleil est de 4,5 milliards de kilomètres (environ 30,1 unités astronomiques) et elle complète une orbite en moyenne tous les 164,79 ± 0,1 ans. La distance au périhélie est de 29,81 au et de 30,33 au à l' aphélie, ce qui correspond à une excentricité orbitale de 0,008 678. Aussi, l'orbite de Neptune est inclinée de 1,77° par rapport à celle de la Terre et au plan de l' écliptique.

Le , Neptune termine sa première orbite complète depuis sa découverte en 1846,. Cependant, en raison du mouvement du Soleil par rapport au barycentre du Système solaire, Neptune n'était pas au à la position où elle avait été découverte par rapport au Soleil. Ainsi, dans le système de coordonnées héliocentrique usuel, la longitude de découverte a été atteinte le ,,.

L'inclinaison axiale de Neptune est de 28,32°, ce qui est similaire aux inclinaisons de la Terre (23°) et de Mars (25°). En conséquence, Neptune subit les mêmes changements saisonniers que ceux connus sur Terre. La longue période orbitale de Neptune signifie toutefois que ces saisons durent quarante années terrestres, la planète étant dans les années 2020 à son printemps pour l'hémisphère sud.

Son jour sidéral est d'environ 16 heures 7 minutes, défini grâce à la période de rotation du champ magnétique de la planète,. En effet, quelque temps avant son survol de la planète, détecte à intervalles réguliers des ondes radios, signes de son champ magnétique. Ce dernier étant engendré par des courants électriques internes à la planète, il a été déduit que la période de rotation interne était égale à l'intervalle de temps séparant ces bouffées,. Cette rotation induit un aplatissement de la planète : le rayon polaire est de 24 341 km tandis que le rayon équatorial vaut 24 764 km (niveau de pression à 1 ).

Cependant, Neptune n'étant pas un corps solide, son atmosphère subit une rotation différentielle. Ainsi, sa zone équatoriale tourne avec une période d'environ 18 heures tandis que la période de rotations aux régions polaires est de 12 heures. Cette rotation différentielle est la plus prononcée de toutes les planètes du Système solaire et se traduit par un fort cisaillement du vent en latitude.

Les résonances orbitales majeures dans la ceinture de Kuiper causées par Neptune. On observe ceux en résonances 2:3 (plutinos), la ceinture des cubewano non résonnants et ceux en résonance 1:2 (twotinos).

L'orbite de Neptune a un fort impact sur la région située au-delà, connue sous le nom de ceinture de Kuiper. Celle-ci est un anneau de petits corps glacés, similaire à la ceinture d'astéroïdes mais beaucoup plus grand, s'étendant depuis l'orbite de Neptune à 30 au à environ 55 au du Soleil,. De la même manière que la gravité de Jupiter domine la ceinture d'astéroïdes, façonnant sa structure, la gravité de Neptune domine la ceinture de Kuiper. Au cours de l' évolution du Système solaire, certaines régions de la ceinture de Kuiper ont été déstabilisées par la gravité de Neptune, créant des lacunes dans la structure de la ceinture de Kuiper - par exemple, dans la région entre 40 et 42 au.

Des résonances orbitales se produisent lorsque la fraction formée par la période orbitale de Neptune et celle de l'objet est un nombre rationnel, tel que 1:2 ou 3:4. La résonance la plus peuplée de la ceinture de Kuiper, avec plus de 200 objets connus, est la résonance 2:3. Les objets dans cette résonance effectuent deux orbites autour du Soleil pour trois de Neptune et sont connus sous le nom de plutinos, car le plus grand des objets connus de la ceinture de Kuiper, Pluton, en fait partie. Bien que Pluton traverse régulièrement l'orbite de Neptune, la résonance 2:3 garantit que les deux objets ne peuvent jamais entrer en collision. Les résonances 3:4, 3:5, 4:7 et 2:5 sont moins peuplées en comparaison.

Neptune possède au moins une vingtaine de troyens occupant les deux points de Lagrange stables L ₄ et L ₅ du système Soleil-Neptune, l'un menant et l'autre traînant Neptune sur son orbite. Les astéroïdes troyens de Neptune peuvent être considérés comme étant en résonance 1:1 avec Neptune. Certains troyens sont remarquablement stables sur leurs orbites et se sont probablement formés au même moment que Neptune plutôt que capturés.

Simulation du modèle de Nice montrant les planètes extérieures et la ceinture de Kuiper :
1. avant que Jupiter et Saturne n'atteignent une résonance de 2:1 ;
2. après la diffusion vers l'intérieur des objets de la ceinture de Kuiper à la suite du déplacement orbital de Neptune ;
3. après éjection des corps dispersés de la ceinture de Kuiper par Jupiter.

La formation des géantes de glaces, Neptune et Uranus, s'avère difficile à modéliser avec précision. Les modèles actuels suggèrent que la densité de matière dans les régions externes du Système solaire est trop faible pour tenir compte de la formation de si grands corps à partir de la méthode traditionnellement acceptée d' accrétion du noyau, aussi appelée modèle d'accrétion de cœur. Ainsi, diverses hypothèses ont été avancées pour expliquer leur apparition.

La première est que les géantes de glaces n'ont pas été formées par l'accrétion du noyau, mais à partir d'instabilités dans le disque protoplanétaire d'origine qui ont ensuite vu leur atmosphère soufflée par le rayonnement d'une association OB massive à proximité.

Une autre est qu'elles se sont formées plus près du Soleil, où la densité de matière était plus élevée, puis qu'elles ont ensuite réalisé une migration planétaire vers leurs orbites actuelles après le retrait du disque protoplanétaire gazeux. Cette hypothèse de migration après formation est maintenant privilégiée en raison de sa capacité à mieux expliquer l'occupation des populations de petits objets observées dans la région trans-neptunienne,. Le courant le plus largement accepté des explications sur les détails de cette hypothèse est connu sous le nom de modèle de Nice, qui explore l'effet d'une migration de Neptune et des autres planètes géantes sur la structure de la ceinture de Kuiper,,.

Triton, satellite naturel de Neptune, et d'autres satellites qui orbitent près des anneaux. Image prise en ultra-rouge par le télescope spatial James-Webb en 2022.

Neptune possède 14 satellites naturels connus,.

Le plus massif est Triton, découvert par William Lassell 17 jours seulement après la découverte de Neptune, le ,. Il est le par distance croissante à cette dernière et comprend plus de 99,5 % de la masse en orbite autour de la planète,, ce qui fait de lui le seul suffisamment massif pour subir une compression gravitationnelle suffisante pour qu'il soit sphéroïdal. Par ailleurs, son diamètre d'un peu plus de 2 700 km en fait le satellite naturel du Système solaire par taille décroissante - et un astre plus gros que Pluton,.

C'est également le seul gros satellite connu du Système solaire à avoir une orbite rétrograde - c'est-à-dire inverse au sens de rotation de sa planète -, ce qui suggère qu'il est une ancienne planète naine issue de la ceinture de Kuiper capturée par Neptune,. Triton orbite autour de Neptune en 5 jours et 21 heures sur une trajectoire quasiment circulaire ayant un demi grand axe de 354 759 km. Il est suffisamment proche de Neptune pour être verrouillé dans une rotation synchrone et tourne lentement en spirale vers l'intérieur à cause de l' accélération par effet de marée. Il finira par se disloquer dans environ 3,6 milliards d'années quand il aura atteint sa limite de Roche.

Vue en couleurs réelles de Neptune avec Protée (en haut), Larissa (en bas à droite) et Despina (à gauche), depuis le télescope spatial Hubble.

L'inclinaison de son axe est de 156,865° sur le plan de Laplace du système, et jusqu'à 129,6° (-50,4°) sur le plan orbital de sa planète. Ceci lui confère des saisons très marquées tout au long de l'année neptunienne, longue de 164,79 années terrestres ; l'hémisphère sud a ainsi passé son solstice d'été en 2000. En 1989, Triton est l'objet le plus froid jamais mesuré dans le Système solaire, qui présente des températures estimées à 38 K (−235,15 °C),.

Néréide, le deuxième satellite de Neptune à être découvert, ne l'est qu'en 1949, soit plus d'un siècle après Triton,. Très irrégulière, elle est la troisième lune la plus massive du système neptunien et possède l'une des orbites les plus excentriques de tous les satellites du Système solaire - seulement dépassée par Bestla, un satellite de Saturne. Aussi, son excentricité orbitale de 0,751 lui donne une apoapside sept fois plus grande que sa périapside (distance minimale à Neptune),.

Avant l'arrivée de la sonde dans le système de la planète, une unique autre lune est découverte : Larissa, en 1981, grâce à une occultation d'étoile, ; cette troisième lune n'est cependant observée à nouveau que lors du survol de Neptune par la sonde spatiale.

Ensuite, l'analyse des photographies transmises par en 1989 permet de découvrir cinq nouveaux satellites : Naïade, Thalassa, Despina, Galatée et Protée,. Les quatre premiers, les plus internes, orbitent suffisamment près pour être situées dans les anneaux de Neptune. Protée, quant à elle, est une lune de forme irrégulière et remarquable car elle est de la taille maximale qu'un objet de sa densité peut atteindre sans être transformée en une forme sphérique par sa propre gravité. Bien que deuxième lune neptunienne la plus massive, elle ne représente que 0,25 % de la masse de Triton.

Cinq nouvelles lunes irrégulières sont découvertes entre 2002 et 2003, puis baptisées Psamathée, Halimède, Sao, Laomédie et Néso en février 2007. En 2013, la dernière lune découverte est la plus petite connue à ce jour, Hippocampe, est obtenue en combinant plusieurs images d' Hubble,. Parce que Neptune est le dieu romain de la mer, les lunes de Neptune sont nommées d'après des dieux marins inférieurs.

Les anneaux de Neptune pris par Voyager 2 . On note les trois principaux : Galle, Le Verrier et Adams.

Neptune possède un système d' anneaux planétaires, bien que beaucoup moins substantiel que celui de Saturne,. Les anneaux sont sombres et leur composition et leur origine sont incertaines : ils peuvent être constitués de particules de glace recouvertes de silicates, de poussières ou d'un matériau à base de carbone, ce qui leur donne très probablement une teinte rougeâtre.

William Lassell mentionne en premier l'existence des anneaux en 1846, cependant cela aurait pu être une aberration de la lumière. La première détection fiable d'un anneau est faite en 1968 mais passe inaperçue jusqu'en 1977, après la découverte des anneaux d'Uranus qui pousse les scientifiques à en chercher autour de Neptune. À partir de là, des preuves de la présence d'anneaux sont rapportées,. Lors d'une occultation stellaire en 1984, les anneaux obscurcissent une étoile lors de l'immersion mais pas lors de l'émersion, ce qui laisse alors à penser qu'ils pourraient posséder des lacunes,,.

Ce sont les images de Voyager 2 en 1989 qui permettent d'en révéler l'existence, qu'ils sont bien " entiers " et qu'il en existe plusieurs. L'un d'entre eux, l'anneau Adams, possède des " arcs " - c'est-à-dire des parties plus brillantes que le reste de l'anneau - qui sont nommés dans le sens antihoraire Liberté, Égalité (1 et 2 car il s'agit un arc double), Fraternité et Courage au moment de leur première observation lors de l'occultation stellaire ; les trois premiers noms ayant été nommés d'après la devise française par André Brahic.

Anneaux de Neptune avec plus de contraste, on observe les anneaux intermédiaires Lassell et Arago.

Les trois principaux anneaux sont Galle, à 41 900 km du centre de Neptune, Le Verrier, à 53 200 km, et Adams, à 62 932 km. Une faible extension vers l'extérieur de l'anneau Le Verrier est nommée Lassell. Cette dernière est délimitée à son bord extérieur par l'anneau Arago à 57 600 km. Le Verrier, Arago et Adams sont étroits avec des largeurs d'environ 100 km maximum tandis que Galle et Lassell, en revanche sont très larges - entre . Quatre petites lunes ont des orbites à l'intérieur du système d'anneaux : Naïade et Thalassa ont leurs orbites dans l'intervalle entre les anneaux de Galle et Le Verrier. Despina est juste à l'intérieur de l'anneau Le Verrier et Galatée est vers l'intérieur de l'anneau Adams. Par ailleurs, si l'existence des arcs était auparavant difficile à expliquer car les lois du mouvement prédisent que les arcs s'étaleraient en un anneau uniforme sur de courtes échelles de temps, les astronomes estiment maintenant que les arcs sont enfermés dans leur forme actuelle par les effets gravitationnels de Galatée,,.

Les anneaux de Neptune contiennent une grande quantité de poussières dont la taille est de l'ordre du micromètre : la fraction de poussière selon la tranche considérée varie de 20 % à 70 %. À cet égard, ils sont semblables aux anneaux de Jupiter, dont la part de poussière est de 50 % à 100 %, et sont très différents des anneaux de Saturne et Uranus, qui contiennent peu de poussière (moins de 0,1 %) et sont par conséquent moins brillants. Considérés dans leur ensemble, les anneaux de Neptune ressemblent à ceux de Jupiter, les deux systèmes se composent d'annelets de poussières ténus et étroits, et de larges anneaux de poussières encore plus ténus,.

Les anneaux de Neptune, comme ceux d'Uranus, sont considérés comme relativement jeunes ; leur âge est sans doute nettement inférieur à celui du Système solaire. D'autre part, comme pour Uranus, les anneaux de Neptune se sont probablement formés à la suite de la fragmentation d'anciennes lunes intérieures lors de collisions. En effet, il résulte de ces collisions la formation de ceintures de petites lunes, qui sont autant de sources de poussière pour les anneaux. Des observations terrestres annoncées en 2005 semblent montrer que les anneaux de Neptune sont instables et les images prises à l' observatoire WM Keck en 2002 et 2003 montrent une dégradation considérable des anneaux par rapport aux images de Voyager 2 ; en particulier, il semble que l'arc Liberté était en voie de disparition. En 2009, les arcs Liberté et Courage avaient disparu.

Diagramme en coupe à l'échelle de Neptune montrant ses anneaux et les orbites des lunes proches.

Animation montrant l'orbite de six troyens au point de Lagrange L₄ dans un référentiel en rotation centré sur Neptune.

Comme la Terre, Mars, Jupiter et Uranus, Neptune possède des astéroïdes troyens partageant son orbite autour du Soleil.

En 2020, on en compte vingt au point de Lagrange L ₄ (en avance) et trois au point L ₅ (en retard). est le premier observé en par l'équipe de Marc William Buie sur le télescope Blanco de 4 m de l' Observatoire du Cerro Tololo. Sa position relative oscille autour du point L ₄ et le long de l'orbite neptunienne avec une période d'environ 10 000 ans. Son orbite est très stable, il se situe ainsi dans une région qui garantit qu'il co-orbitera encore avec Neptune pendant des milliards d'années.

En 2004 puis 2005, trois nouveaux troyens sont découverts par Scott S. Sheppard et Chadwick Trujillo. L'un d'entre eux, , a la même période orbitale que Neptune et orbite au point de Lagrange L ₄ de Neptune avec cependant une inclinaison de 25 degrés. Les deux autres sont nommés (385571) Otréré et (385695) Clété, d'après deux amazones. est le premier troyen découvert se trouvant au point L ₅ de Neptune.

Des études ont montré qu'il serait possible à un quasi-satellite théorique d' Uranus ou de Neptune de le rester pour la durée de vie du Système solaire moyennant certaines conditions d'excentricité et d' inclinaison. De tels objets n'ont pas encore été découverts mais Neptune possède cependant un quasi-satellite temporaire, . Celui-ci est un quasi-satellite de Neptune depuis environ 12 500 ans et devrait rester dans cet état dynamique pendant au moins autant de temps.

En 2018, l'Observatoire européen austral a développé des méthodes d'optique adaptative permettant d'obtenir des images claires et en haute résolution de Neptune depuis la surface de la Terre.

Neptune vue par James-Webb, avec l'imageur proche infrarouge NIRCam. Vers le bas à gauche, une galaxie spirale relativement petite. Le traitement de l'image a été réalisé par le Space Telescope Science Institute et le Goddard Space Flight Center (septembre 2022).

Du fait de l'évolution de son orbite, Neptune s'est considérablement éclairé depuis 1980. Sa magnitude apparente varie dans les années 2020 entre 7,67 et 8,0 avec une moyenne à 7,78 alors qu'avant 1980, la planète possédait une magnitude moyenne d'environ 8,0. La magnitude limite visuelle de l' œil nu étant 6, Neptune reste cependant toujours invisible sans instrument. Un télescope ou des jumelles puissantes montreront Neptune comme un petit disque bleu, d'apparence semblable à Uranus,.

En raison de la distance de Neptune à la Terre, variant de 4,31 à 4,69 milliards de kilomètres, sa taille apparente ne varie que de 2,2 à 2,4 secondes d'arc, la plus petite variation pour une planète du Système solaire. Sa petite taille apparente rendant difficile l'étude visuelle, la plupart des connaissances à son sujet étaient en conséquence limitées - comme la valeur de sa période de rotation - jusqu'au survol de puis l'avènement du télescope spatial Hubble et des grands télescopes au sol à optique adaptative (AO),,. La première observation scientifiquement exploitable de Neptune à partir de télescopes au sol utilisant l'optique adaptative est réalisée en 1997 à Hawaï. L'hémisphère sud de Neptune est entré dans les années 1980 dans sa saison de printemps - qui durera environ 40 ans du fait de la période de révolution de 165 ans - et il a ainsi été observé qu'elle se réchauffait, avec une activité atmosphérique et une luminosité accrues en conséquence. Combinés aux progrès technologiques, les télescopes au sol à optique adaptative enregistrent des images de plus en plus détaillées.

Depuis la Terre, Neptune subit un mouvement rétrograde apparent tous les 367 jours, résultant en un mouvement en forme de boucle devant les étoiles fixes lors de chaque opposition. Ces boucles l'ont porté près des coordonnées de découverte de 1846 en avril et et de nouveau en octobre et ,. Sa longitude de découverte est atteinte le 11 ou , marquant sa première orbite complète depuis la première observation de Johann Galle,,.

L'observation de Neptune dans la bande des ondes radio montre qu'elle est une source à la fois d'émission continue et de sursauts irréguliers. Ces deux sources proviendraient de son champ magnétique rotatif. Dans la partie infrarouge du spectre, les tempêtes de Neptune apparaissent brillantes sur l'arrière-plan plus froid, ce qui permet de suivre facilement la taille et la forme de ces caractéristiques.

Une des premières photos de Neptune prise par la sonde.

est la première et unique sonde spatiale à avoir visité Neptune et source de la majorité des connaissances actuelles sur la planète,. La trajectoire à travers le système neptunien est mise au point une fois le survol d'Uranus et de ses lunes accompli. Comme il doit s'agir du dernier passage de près d'une planète, il n'existe pas de contraintes sur la manière de sortir du système planétaire et plusieurs choix sont possibles : l'équipe scientifique opte donc pour un passage à faible distance du pôle nord de Neptune ce qui permettra d'utiliser l' assistance gravitationnelle de la planète pour faire plonger la sonde sous l'écliptique pour un survol rapproché de Triton, la principale lune de Neptune, quelles que soient les conséquences de la trajectoire, de façon similaire à ce qui avait été fait pour avec Saturne et sa lune Titan,.

L'éloignement de Neptune diminue le débit théorique permis par la liaison radio. Aussi, plusieurs mesures sont prises dans les années qui précèdent le survol pour renforcer le réseau d'antennes à Terre, notamment l'accroissement de la taille des antennes de réception existantes, la mise en service d'une nouvelle antenne à Usuda au Japon, et le recours au Very Large Array au Nouveau-Mexique.

Vue de croissants de Neptune et Triton par Voyager 2 (1989).

Les premières observations sont effectuées à partir de , soit 90 jours avant le passage au plus près de Neptune et près de trois ans après le survol d'Uranus. Elles permettent de découvrir les anneaux de Neptune, dont l'existence n'avait jusque-là jamais été prouvée : ils sont composés de particules très fines qui ne permettent pas leur observation depuis la Terre. Un champ magnétique est détecté et mesuré, celui étant décalé du centre géologique et incliné comme celui d'Uranus, mais cependant d'intensité bien plus faible. Au cours de la traversée du système neptunien, cinq nouvelles - ou 6 en comptant Larissa - lunes sont découvertes,,. Compte tenu de l'éloignement de , il est difficile d'envoyer à temps de nouvelles instructions pour l'observation de ces nouveaux corps célestes. Seule Protée (400 km de diamètre) est découverte suffisamment tôt pour programmer des observations détaillées. En effet, les signaux de la sonde nécessitaient 246 minutes pour atteindre la Terre et, par conséquent, la mission de Voyager 2 reposait sur des commandes préchargées.

Le survol de Neptune a lieu le : passe à 4 950 km du pôle nord de la planète,. L'atmosphère de Neptune est analysée. Malgré le peu d' énergie solaire reçu du fait de son éloignement (3 % de ce que reçoit Jupiter), une dynamique atmosphérique est observée avec des manifestations comme la " Grande Tache sombre " et des nuages. Des vents se déplaçant à plus de 2 000 km/h sont mesurés. L'étude du champ magnétique permet de déterminer que la durée d'une rotation est de 16,11 heures. Le survol fournit également la première mesure précise de la masse de Neptune qui s'est avérée inférieure de 0,5 % à celle calculée précédemment. Cette nouvelle valeur a alors permis de réfuter l'hypothèse selon laquelle une planète X non découverte agissait sur les orbites de Neptune et d'Uranus,. Les images de Voyager 2 sont diffusées en direct lors d'un programme de PBS de nuit, Neptune All Night,.

Mosaïque de Triton par Voyager 2.

passe à 39 790 km de Triton et peut recueillir des données très précises sur cette lune. La communauté scientifique estimait à l'époque que le diamètre de Triton était compris entre ; la sonde permet de ramener ce chiffre à 2 760 km. Très peu de cratères sont observés, ce qui est expliqué par le volcanisme dont des manifestations sous forme de traces laissées par des geysers sont observées aux pôles. Une atmosphère ténue (pression de soit 1 % à 1,4 % de celle de la Terre), résultant sans doute de cette activité, est détectée par . La température de la surface de Triton, 38 kelvins, est la plus froide jamais détectée sur un corps céleste du Système solaire,.

Voyager 2

Après la mission de survol Voyager 2, la prochaine étape de l'exploration scientifique du système neptunien est considérée comme intégrée au Programme Flagship. Une telle mission hypothétique devrait être possible à la fin des années 2020 ou au début des années 2030. Aussi, une proposition en cours pour le programme Discovery, Trident, effectuerait un survol de Neptune et Triton.

Cependant, il y a déjà eu des discussions pour lancer les missions vers Neptune plus tôt. En 2003, un projet de sonde Neptune Orbiter ayant des objectifs similaires à ceux de est proposé puis, en 2009, la mission qui aurait visité Jupiter, Saturne, Neptune et un objet de la ceinture de Kuiper. Par ailleurs, New Horizons 2 - qui a ensuite été abandonnée - aurait également pu effectuer un survol rapproché du système neptunien.

Les images obtenues par Voyager 2 sont encore de bonnes références.

L'élément chimique neptunium est découvert par Edwin McMillan et Philip Abelson en 1940. La découverte est faite au Berkeley Radiation Laboratory - maintenant Laboratoire national Lawrence-Berkeley - de l' université de Californie à Berkeley, où l'équipe produit l'isotope 239 du neptunium, d'une demi-vie de 2,4 jours, en bombardant de l' neutrons. C'est l'étape intermédiaire menant à la production du uranium 238 (faisant référence à Uranus) avec des Pluton). plutonium 239 (faisant référence à

Après l' opération Uranus, l' opération Neptune est le nom de code donné au débarquement en Normandie des troupes alliées en lors de la Seconde Guerre mondiale. Il précède la bataille de Normandie.

" Neptune, le mystique " est le et dernier mouvement de l'œuvre pour grand orchestre Les Planètes, composée et écrite par Gustav Holst entre 1914 et 1916.

Jimi Hendrix écrit et enregistre pour la première fois en Valleys of Neptune, une chanson qui n'a été publiée (officiellement) qu'en dans l'album éponyme Valleys of Neptune, quarante ans après la mort de l'artiste.

Depuis sa découverte, Neptune est apparue dans de nombreuses œuvres de science-fiction. Elle est notamment la dernière demeure de la race humaine lors de la fin du Système solaire dans le roman d' Olaf Stapledon Les Derniers et les Premiers (1930) ou le décor principal des films de James Gray (2019) et Event Horizon, le vaisseau de l'au-delà de Paul W. S. Anderson (1997).

Elle a également été représentée dans la série d'animation , l'épisode pilote de Star Trek : Enterprise et l'épisode Dans les bras de Morphée de .

Le symbole astronomique de Neptune est une version stylisée du trident du dieu Neptune, dont elle tient le nom. À l'époque moderne, il est toujours employé comme symbole astronomique pour la planète, bien que son utilisation soit découragée par l' Union astronomique internationale.

Il existe un symbole alternatif représentant les initiales de Le Verrier, qui a découvert la planète, plus courant dans la littérature ancienne (surtout française).

1. ↑ Date de publication des résultats entrepris par Le Verrier depuis 1844.

2. ↑ Pluton, dont l'orbite est globalement extérieure à celle de Neptune, a longtemps été considérée comme la planète la plus éloignée du Soleil, mais a été reclassée comme planète naine le à l'issue de la 26e Assemblée générale de l'Union astronomique internationale.

3. Concernant la Terre, voir ↑ Terre#Mythes.

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Neptune Neptune vue par la sonde Voyager 2 en 1989.

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Tokyo residents watch total lunar eclipse

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Le système solaire - Terre : la planète bleue (ép. 1/6)

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Mercure

Mercure vue par la sonde MESSENGER,
le 14 janvier 2008.

Caractéristiques orbitales

Demi-grand axe

57 909 050 km
(0,387 098[[1] ] au)

Aphélie

69 816 900 km
(0,466 701 au)

Périhélie

46 001 200 km
(0,307 499 au)

Circonférence orbitale

359 966 400 km
(2,406 226 au)

Excentricité

0,205 6[[2] ]

Période de révolution

87,969 d

Période synodique

115,88 d

Vitesse orbitale moyenne

47,362 km/s

Vitesse orbitale maximale

58,98 km/s

Vitesse orbitale minimale

38,86 km/s

Inclinaison sur l'écliptique

7,00 °

Nœud ascendant

48,33 °

Argument du périhélie

29,12 °

Caractéristiques physiques

Rayon équatorial

2 439,7 km
(0,383 Terre)

Rayon polaire

2 439,7 km
(0,384 Terre)

Rayon moyen
volumétrique

2 439,7 km
(0,383 Terre)

Périmètre équatorial

15 329 km
(0,383 Terre)

Superficie

7,48 × 10 ⁷ km²
(0,147 Terre)

Volume

6,083 × 10 ¹⁰ km³
(0,056 Terre)

Masse

3,301 1 × 10 ²³ kg
(0,055 Terre)

Masse volumique globale

5 427 kg/m³

Gravité de surface

3,70 m/s²
(0,378 g)

Vitesse de libération

4,25 km/s

Période de rotation
(jour sidéral)

58,645 8 d

Vitesse de rotation
(à l'équateur)

10,892 km/h

Irradiance solaire

9 126,6 W/m²
(6,673 Terres)

Température d'équilibre
du corps noir

* Maximum

* Moyenne

* Minimum

Caractéristiques de l'atmosphère

Pression atmosphérique

5 × 10 −10 Pa

Masse totale

Moins de 10 000 kg

Histoire

Divinité babylonienne

Nabû

Divinité grecque

Stilbôn[3] et Ἑρμῆς[4]

Nom chinois
(élément associé)

Shuǐxīng 水星 (eau)

Mercure est la planète la plus proche du Soleil et la moins massive du Système solaire. Son éloignement au Soleil est compris entre 0,31 et 0,47 unité astronomique (soit 46 et 70 millions de kilomètres), ce qui correspond à une excentricité orbitale de 0,2 - plus de douze fois supérieure à celle de la Terre, et de loin la plus élevée pour une planète du Système solaire. Elle est visible à l' œil nu depuis la Terre avec un diamètre apparent de 4,5 à 13 secondes d'arc, et une magnitude apparente de 5,7 à −2,3 ; son observation est toutefois rendue difficile par son élongation toujours inférieure à 28,3° qui la noie le plus souvent dans l'éclat du soleil. En pratique, cette proximité avec le soleil implique qu'elle ne peut être vue que près de l'horizon occidental après le coucher du soleil ou près de l'horizon oriental avant le lever du soleil, en général au crépuscule. Mercure a la particularité d'être en résonance spin-orbite 3:2, sa période de révolution (~88 ) valant exactement 1,5 fois sa période de rotation (~59 jours), et donc la moitié d'un jour solaire (~176 jours). Ainsi, relativement aux étoiles fixes, elle tourne sur son axe exactement trois fois toutes les deux révolutions autour du Soleil.

Mercure est une planète tellurique, comme le sont également Vénus, la Terre et Mars. Elle est près de trois fois plus petite et presque vingt fois moins massive que la Terre mais presque aussi dense qu'elle. Sa densité remarquable - dépassée seulement par celle de la Terre, qui lui serait d'ailleurs inférieure sans l'effet de la compression gravitationnelle - est due à l'importance de son noyau métallique, qui représenterait 85 % de son rayon, contre environ 55 % pour la Terre.

Comme Vénus, Mercure est quasiment sphérique - son aplatissement pouvant être considéré comme nul - en raison de sa rotation très lente. Dépourvue de véritable atmosphère pouvant la protéger des météorites (il n'existe qu'une exosphère exerçant une pression au sol de moins de 1 ou 10 −14 ), sa surface est très fortement cratérisée et globalement similaire à la face cachée de la Lune, indiquant qu'elle est géologiquement inactive depuis des milliards d'années. Cette absence d'atmosphère combinée à la proximité du Soleil engendre des températures en surface allant de 90 (−183 ) au fond des cratères polaires (là où les rayons du Soleil ne parviennent jamais) jusqu'à 700 (427 ) au point subsolaire au périhélie. La planète est par ailleurs dépourvue de satellites naturels.

Seules deux sondes spatiales ont étudié Mercure. Mariner 10, qui survole à trois reprises la planète en 1974- 1975, cartographie 45 % de sa surface et découvre l'existence de son champ magnétique. La sonde MESSENGER, après trois survols en 2008-2009, se met en orbite autour de Mercure en et réalise une étude détaillée notamment de sa topographie, son histoire géologique, son champ magnétique et son exosphère. La sonde BepiColombo a pour objectif de se mettre en orbite autour de Mercure en .

La planète Mercure doit son nom au messager des dieux dans la mythologie romaine, Mercure. La planète est nommée ainsi par les Romains à cause de la vitesse avec laquelle elle se déplace dans le ciel. Le symbole astronomique de Mercure est un cercle posé sur une croix et portant un demi-cercle en forme de cornes ( Unicode : ☿). Il s'agit d'une représentation du caducée du dieu Hermès, équivalent de Mercure dans la mythologie grecque. Mercure a également donné son nom au troisième jour de la semaine, mercredi (" Mercurii dies ").

Mercure a l' excentricité orbitale la plus élevée des planètes du Système solaire, avec pour valeur environ 0,21. Cela implique que sa distance au Soleil varie de 46 à 70 millions de kilomètres, au cours de sa révolution. Le diagramme de gauche illustre les effets de l'excentricité, en montrant l'orbite de Mercure superposée à une orbite circulaire ayant le même demi-grand axe. Cette variation de distance par rapport au Soleil fait que la surface de Mercure est soumise à une force de marée exercée par le Soleil qui est environ 17 fois plus forte que celle de la Lune sur Terre. Combiné avec sa résonance de 3:2 de la rotation de la planète autour de son axe, cela entraîne également des variations complexes de la température de surface,.

L'excentricité de l'orbite de Mercure varie de manière chaotique de 0 (orbite circulaire) à une valeur très importante de plus de 0,45 sur plusieurs millions d'années du fait de l'influence des autres planètes,. En 1989, Jacques Laskar, du Bureau des longitudes, démontre que les planètes intérieures du Système solaire avaient toutes des courses chaotiques. Cependant, Mercure est celle dont le mouvement est le plus chaotique,.

L'orbite de Mercure est inclinée de 7 degrés par rapport au plan de l'orbite terrestre ( écliptique), comme le montre le schéma de droite. Par conséquent, les transits de Mercure devant le Soleil ne peuvent avoir lieu que lorsque la planète traverse le plan de l'écliptique, au moment où elle se trouve entre la Terre et le Soleil, c'est-à-dire en mai ou en novembre. Cela se produit environ tous les sept ans en moyenne.

L' inclinaison de l'axe de rotation de Mercure sur son plan orbital est la plus faible du Système solaire, à peine 2 minutes d'arc, soit environ 0,03 degré. Cela est significativement plus faible que celle de Jupiter, qui a la deuxième plus petite inclinaison axiale de toutes les planètes, à 3,1 degrés. Cela signifie que pour un observateur aux pôles de Mercure, le centre du soleil ne s'élève jamais à plus de 2 minutes d'arc au-dessus de l'horizon.

En certains points de la surface de Mercure, un observateur pourrait voir le soleil se lever à un peu plus des deux tiers de l'horizon, puis se coucher avant de se lever à nouveau, le tout au cours de la même journée mercurielle. En effet, quatre jours terrestres avant le périhélie, la vitesse orbitale angulaire de Mercure est égale à sa vitesse de rotation angulaire, de sorte que le mouvement apparent du soleil cesse ; plus près du périhélie, la vitesse orbitale angulaire de Mercure dépasse alors la vitesse de rotation angulaire. Ainsi, pour un observateur hypothétique sur Mercure, le soleil semble se déplacer dans une direction rétrograde. Quatre jours terrestres après le périhélie, le mouvement apparent normal du soleil reprend et il se lève à nouveau à l'est pour se coucher à l'ouest.

Pour la même raison, il y a un couple de points sur l'équateur de Mercure (l'un d'entre eux étant situé dans le bassin Caloris), distants de 180 degrés en longitude, où à chacun desquels, un an mercurien sur deux (ce qui équivaut à une fois par jour mercurien), le soleil passe au-dessus d'est en ouest, puis inverse son mouvement apparent et passe à nouveau au-dessus d'ouest en est (lors du mouvement rétrograde), puis inverse son mouvement une seconde fois et passe au-dessus une troisième fois d'est en ouest,. Au cours de l'année mercurienne alternée, c'est à l'autre point de ce couple que ce phénomène se produit. L'amplitude du mouvement rétrograde étant faible en ces points, l'effet global est que, pendant deux ou trois semaines, le soleil est presque stationnaire au-dessus du point, et est à son plus haut niveau de brillance parce que Mercure est au périhélie. Cette exposition prolongée au moment où la planète est au plus proche du Soleil fait de ces deux points les endroits les plus chauds sur Mercure (d'où le nom Caloris, signifiant " chaleur " en latin),. Un de ces points a servi de référence pour le méridien 0°.

Inversement, il y a deux autres points sur l'équateur, à 90 degrés de longitude de distance des premiers, où le soleil ne passe au-dessus que lorsque la planète est à l' aphélie, une année mercurienne sur deux, à un moment où le mouvement apparent du soleil dans le ciel de Mercure est relativement rapide. Ces points reçoivent ainsi beaucoup moins de chaleur solaire que ceux du couple décrits ci-dessus. Il en résulte une journée mercurienne également " étrange " pour un observateur qui y serait situé. Celui-ci verra le soleil se lever puis se recoucher, puis se relever à l'horizon Est ; et à la fin de la journée à l'Ouest, le soleil se couchera puis se relèvera, pour se recoucher. Ce phénomène s'explique aussi par la variation de la vitesse orbitale de Mercure : quatre jours avant le périhélie, la vitesse (angulaire) orbitale de Mercure étant exactement égale à sa vitesse (angulaire) de rotation, le mouvement du soleil semble s'arrêter,.

Mercure atteint sa conjonction inférieure (point où elle est au plus proche de la Terre) tous les 116 jours terrestres en moyenne (ce qu'on appelle la période synodique), mais cet intervalle peut aller de 105 jours à 129 jours, en raison de l'orbite excentrique de la planète,. Entre 1900 et 2100, Mercure s'est approchée au minimum, (et ne s'approchera donc pas plus), de la Terre d'environ 82,1 × 10 ⁶ kilomètres (soit 0,55 unité astronomique), le . Sa période de mouvement rétrograde peut varier de 8 à 15 jours terrestres de part et d'autre de la conjonction inférieure. Cette grande amplitude est aussi due à l'excentricité orbitale élevée de la planète.

De par sa proximité avec le Soleil, c'est Mercure et non Vénus qui est la planète la plus proche de la Terre en moyenne, contrairement à ce que l'on pourrait imaginer en regardant les représentations classiques du Système solaire le long d'une ligne,. Ce raisonnement peut même être étendu, et Mercure est en réalité la planète la plus proche pour chacune des autres planètes du Système solaire, y compris Uranus et Neptune (orbitant respectivement à 19 et 30 UA).

Alors qu'il étudiait Mercure afin d'en dresser une première carte, Schiaparelli remarque après plusieurs années d'observation que la planète présente toujours la même face au Soleil, comme la Lune le fait avec la Terre. Il en conclut alors en 1889 que Mercure est synchronisée par effet de marée avec le Soleil et que sa période de rotation équivaut à une année mercurienne, soit 88 jours terrestres. Cette durée est cependant erronée et il fallut attendre les années 1960 avant que les astronomes ne la revoient à la baisse.

Ainsi, en 1962, des observations par radar à effet Doppler sont effectuées par le radiotélescope d'Arecibo sur Mercure afin d'en apprendre plus sur la planète et de vérifier si la période de rotation est bien égale à la période de révolution. Les températures relevées du côté de la planète censé être toujours exposé à l'ombre sont alors trop importantes, ce qui suggère que cette face sombre est en réalité parfois exposée au Soleil. En 1965, les résultats obtenus par Gordon H. Pettengill et Rolf B. Dyce révèlent que la période de rotation de Mercure est en fait de 59 jours terrestres, avec une incertitude de 5 jours. Cette période sera ajustée plus tard, en 1971, à 58,65 jours à ± 0,25 jours grâce à des mesures plus précises - toujours par radar - effectuées par R.M. Goldstein. Trois ans plus tard, la sonde Mariner 10 apporte une meilleure précision, mesurant la période de rotation à 58,646 ± 0,005 jours. Il se trouve que cette période est exactement égale aux 2/3 de la révolution de Mercure autour du Soleil ; c'est ce qu'on appelle une résonance spin-orbite 3:2,.

Cette résonance 3:2, une spécificité de Mercure, est stabilisée par la variance de la force de marée le long de l'orbite excentrique de Mercure, agissant sur une composante dipolaire permanente de la distribution de masse de Mercure et par le mouvement chaotique de son orbite. Dans une orbite circulaire, il n'y a pas de telle variance, donc la seule résonance stabilisée pour une telle orbite est 1:1 (par exemple, Terre-Lune). Au périhélie, là où la force de marée atteint son maximum, elle stabilise les résonances, comme 3:2, en obligeant la planète à pointer son axe de moindre inertie (là où le diamètre de la planète est le plus grand) approximativement vers le Soleil,.

La raison pour laquelle les astronomes pensaient que Mercure était verrouillée avec le Soleil est que, à chaque fois que Mercure était la mieux placée pour être observée, elle se trouvait toujours au même point sur son orbite (en résonance 3:2), présentant ainsi la même face à la Terre ; ce qui serait aussi le cas si elle était totalement synchronisée avec le Soleil. Cela est dû au fait que la période de rotation réelle de Mercure de 58,6 jours est presque exactement la moitié de la période synodique de Mercure valant 115,9 jours (c'est-à-dire le temps mis par Mercure pour revenir à la même configuration Terre-Mercure-Soleil) par rapport à la Terre. L'erreur de Schiaparelli peut aussi être imputée à la difficulté d'observation de la planète avec les moyens de l'époque.

En raison de sa résonance 3:2, bien qu'un jour sidéral (la période de rotation) dure environ 58,7 jours terrestres, le jour solaire (durée entre deux retours successifs du Soleil au méridien local) dure 176 jours terrestres, c'est-à-dire deux années mercuriennes. Cela implique qu'une journée et une nuit durent chacune exactement une année sur Mercure, soit 88 jours terrestres (presque un trimestre).

Une modélisation précise basée sur un modèle des marées a démontré que Mercure a été capturé dans l'état de spin-orbite 3:2 à un stade très précoce de son histoire, entre 10 et 20 millions d'années après sa formation. De plus, des simulations numériques ont montré qu'une future résonance séculaire avec Jupiter pourrait faire croître l'excentricité de Mercure jusqu'à un point où il y aurait 1 % de chance que la planète entre en collision avec Vénus d'ici à 5 milliards d'années,,. La prédiction à long terme de l'orbite de Mercure s'inscrit dans la mécanique du chaos : certaines simulations démontrent même que la planète pourrait être éjectée du Système solaire.

Comme pour l'ensemble des planètes du Système solaire, l'orbite de Mercure connaît une très lente précession du périhélie autour du Soleil, c'est-à-dire que son orbite est elle-même en rotation autour du Soleil. Cependant, contrairement aux autres planètes, la période de précession du périhélie de Mercure ne concorde pas avec les prédictions faites à l'aide de la mécanique newtonienne.

En effet, Mercure connaît une précession légèrement plus rapide que celle à laquelle on peut s'attendre en appliquant les lois de la mécanique céleste, et se trouve en avance d'environ 43 secondes d'arc par siècle,.

Les astronomes ont donc, dans un premier temps, pensé à la présence d'un ou plusieurs corps entre le Soleil et l'orbite de Mercure dont l'interaction gravitationnelle perturberait le mouvement de cette dernière. L'astronome français Urbain Le Verrier, qui avait découvert en 1846 la planète Neptune à partir d'anomalies dans l'orbite d' Uranus, se penche sur le problème et suggère la présence d'une planète inconnue ou d'une seconde ceinture d'astéroïdes entre le Soleil et Mercure. Des calculs effectués, en prenant en compte l'influence gravitationnelle de ces corps, devaient alors concorder avec la précession observée.

Le , Le Verrier est contacté par le médecin français Edmond Lescarbault à propos d'une tache noire qu'il aurait vu passer devant le Soleil deux jours avant et qui était probablement, selon lui, une planète intramercurienne. Le Verrier postule alors que cette planète - qu'il nomme Vulcain - est responsable des anomalies du mouvement de Mercure et se met en tête de la découvrir. À partir des informations de Lescarbault, il conclut que Vulcain tournerait autour du Soleil en 19 jours et 7 heures à une distance moyenne de 0,14 . Il déduit également un diamètre d'environ 2 000 km et une masse de 1/ de celle de Mercure. Cette masse est cependant bien trop faible pour expliquer les anomalies, mais Vulcain reste une bonne candidate au corps le plus gros d'une hypothétique ceinture d'astéroïdes interne à l'orbite de Mercure.

Le Verrier profite alors de l'éclipse de Soleil de 1860 pour mobiliser tous les astronomes français afin de repérer Vulcain, mais personne ne put la trouver. La planète fut ensuite recherchée pendant des décennies, sans succès même si certains astronomes pensèrent l'avoir vue,, jusqu'à ce qu'une explication relativiste soit proposée.

En 1916, Albert Einstein avance la théorie de la relativité générale. En appliquant les paramètres dits post-képlériens de sa théorie au mouvement de Mercure, Einstein fournit l'explication de la précession observée en formalisant la gravitation comme étant affectée par la courbure de l' espace-temps. La formule de précession subie par l'orbite obtenue par Einstein est :

où est le demi-grand axe de l' ellipse, son excentricité, la constante gravitationnelle, la masse du Soleil, et la période de révolution sur l'ellipse.

Avec pour valeurs numériques, , , , et , on retrouve 0,1038 secondes d'arc par révolution, ce qui correspond, avec les 415 révolutions de Mercure par siècle, à :

secondes d'arc par siècle.

L'effet est faible : seulement 43 secondes d'arc par siècle pour Mercure, il faut donc environ 2,8 millions d'années pour un tour complet en excès (ou douze millions de révolutions), mais coïncide bien avec l'avance du périhélie précédemment mesurée. Cette prédiction validée constitue un des premiers grand succès de la relativité générale naissante.

Caractéristiques physiques

Mercure est l'une des quatre planètes telluriques du Système solaire, et possède un corps rocheux comme la Terre. C'est également la plus petite, avec un rayon équatorial de 2 439,7 km. Mercure est également plus petite - bien que plus massive - que deux satellites naturels du Système solaire, Ganymède et Titan. Mercure est composée d'environ 70 % de métaux (principalement dans le noyau) et de 30 % de silicate (principalement dans son manteau),. La densité de Mercure est la deuxième plus élevée dans le Système solaire, avec 5,427 , soit à peine moins que la densité de la Terre, qui est de 5,515 ,. Si l'effet de la compression gravitationnelle devait être ignoré, c'est Mercure qui serait plus dense avec 5,3 contre 4,4 pour la Terre, du fait d'une composition avec des matériaux plus denses.

La densité de Mercure peut être utilisée pour déduire des détails sur sa structure interne. Bien que la haute densité de la Terre résulte sensiblement de la compression gravitationnelle, en particulier au niveau du noyau terrestre, Mercure est beaucoup plus petite et ses régions internes ne sont pas aussi comprimées. Par conséquent, pour qu'elle ait une densité aussi élevée, son noyau doit être volumineux et riche en fer.

Les géologues estiment que le noyau de Mercure occupe environ 85 % de son rayon,, ce qui représenterait ainsi environ 61,4 % de son volume contre 17 % pour la Terre par exemple. Des recherches publiées en 2007 ont un temps suggéré que le noyau de Mercure était totalement liquide ( nickel et fer),,. Plus récemment, d'autres études utilisant des données de la mission MESSENGER, achevée en 2015, amènent cependant les astronomes à penser que le noyau interne de la planète est en réalité solide,,. Autour du noyau se trouve une couche centrale externe solide de sulfure de fer et un manteau composé de silicates,. D'après les données de la mission Mariner 10 et les observations terrestres, la croûte de Mercure aurait une épaisseur entre 35 et 54 km. Une caractéristique distinctive de la surface de Mercure est la présence de nombreuses crêtes étroites, s'étendant jusqu'à plusieurs centaines de kilomètres de longueur. On pense qu'elles se sont formées lorsque le noyau et le manteau de Mercure ont refroidi et se sont contractés à un moment où la croûte s'était déjà solidifiée.

Le noyau de Mercure a une teneur en fer plus élevée que celle de tout autre objet du Système solaire. Cette forte concentration en fer est la raison pour laquelle on la surnomme parfois " la planète métallique " ou " la planète de fer ". Comprendre l'origine de cette concentration permettrait d'en apprendre beaucoup sur la nébuleuse solaire primitive et les conditions dans lesquelles le Système solaire s'est formé. Trois hypothèses ont été proposées pour expliquer la haute métallicité de Mercure et son noyau gigantesque.

La théorie la plus largement acceptée à ce sujet est que Mercure avait à l'origine un rapport de métal sur silicate similaire à celui des météorites de chondrite communes, que l'on pense être typiques de la matière rocheuse du Système solaire, et avec une masse environ 2,25 fois supérieure à sa masse actuelle. Ensuite, au début de l'histoire du Système solaire, Mercure aurait été frappée par un planétésimal d'environ 1/ de cette masse et de plusieurs milliers de kilomètres de diamètre. L'impact aurait enlevé une grande partie de la croûte et du manteau d'origine, laissant derrière lui le noyau métallique qui aurait fusionné avec celui du planétésimal, et un mince manteau. Un processus similaire, connu sous le nom d' hypothèse de l'impact géant, a été proposé pour expliquer la formation de la Lune à la suite de la collision de la Terre avec l'impacteur Théia.

Alternativement, Mercure pourrait s'être formée à partir de la nébuleuse solaire avant que la production d'énergie du Soleil ne se soit stabilisée. Au départ, sa masse aurait été le double de celle actuelle mais lorsque la protoétoile s'est contractée, les températures à proximité de Mercure auraient pu se situer entre 2 500 et 3 500 K et peut-être même atteindre 10 000 K. Une grande partie de la roche de surface de Mercure aurait ainsi pu être vaporisée à ces températures, formant une atmosphère de vapeur de roche qui aurait ensuite été emportée par le vent solaire.

Une troisième hypothèse suppose que la nébuleuse solaire aurait provoqué une traînée sur les particules à partir desquelles Mercure s' accrétait, ce qui signifie que des particules plus légères ont été perdues du matériau d'accrétion et n'ont pas été recueillies par Mercure. Ainsi, le taux d'éléments lourds, comme le fer, présents dans la nébuleuse solaire était plus important au voisinage du Soleil, voire ces éléments lourds étaient distribués graduellement autour du Soleil (plus on s'en éloignait, moins il y avait d'éléments lourds). Mercure, proche du Soleil, aurait donc amassé plus de matériaux lourds que les autres planètes pour former son noyau.

Cependant, chaque hypothèse prévoit une composition de surface différente. La mission MESSENGER a trouvé des niveaux de potassium et de soufre plus élevés que prévu à la surface, ce qui suggère que l'hypothèse d'un impact géant et d'une vaporisation de la croûte et du manteau ne s'est pas produite car le potassium et le soufre auraient été chassés par la chaleur extrême de ces événements. Ainsi, les résultats obtenus jusqu'à présent semblent favoriser la troisième hypothèse mais une analyse plus approfondie des données est nécessaire. BepiColombo, qui arrivera en orbite autour de Mercure en 2025, fera des observations pour tenter d'apporter une réponse.

La surface de Mercure est couverte d'un tapis poussiéreux, de cassures et de cratères. La surface de Mercure est similaire à celle de la Lune, montrant de vastes plaines de minéraux ( silicates) ressemblant à des mers lunaires et de nombreux cratères, ce qui indique qu'elle est géologiquement inactive depuis des milliards d'années,. Pour les astronomes, ces cratères sont très anciens et racontent l'histoire de la formation du Système solaire, lorsque les planétésimaux entraient en collision avec les jeunes planètes pour fusionner avec elles. Par opposition, certaines portions de la surface de Mercure semblent lisses, vierges de tout impact,. Il s'agit probablement de coulées de lave recouvrant un sol plus ancien et plus marqué par les impacts. La lave, une fois refroidie, donnerait lieu à l'apparition d'une surface lisse, blanchâtre. Ces plaines datent d'une époque plus récente, postérieure à la période de bombardements intenses. La découverte des plaines volcaniques sur la surface permet de mettre en cause des chutes d'énormes astéroïdes atteignant le manteau, et pouvant créer en même temps des éruptions volcaniques à l'opposé de la planète.

La connaissance de la géologie de Mercure n'ayant été basée que sur le survol de la sonde Mariner 10 en 1975 et sur des observations terrestres, elle fut la moins bien connue des planètes telluriques jusqu'à 2011 et la mission MESSENGER. Par exemple, un cratère inhabituel avec des creux rayonnants est découvert grâce à cette mission, que les scientifiques appellent un temps cratère de l'Araignée avant de le renommer Apollodorus,.

Mercure possède différents types de formations géologiques,, :

les cratères, nommés en l'honneur d'artistes, de musiciens, de peintres et d'écrivains décédés qui ont apporté une contribution exceptionnelle ou fondamentale à leur domaine ;

les Montes (montagnes), nommées d'après le mot " chaleur " dans différentes langues ;

les (plaines), nommées par une association à la mythologie et à Mercure dans différentes langues ;

Mercure a été lourdement bombardée par des comètes et des astéroïdes pendant et peu après sa formation, il y a 4,6 milliards d'années, ainsi que pendant un épisode ultérieur, peut-être distinct, appelé le Grand bombardement tardif, qui s'est terminé il y a 3,8 milliards d'années. Pendant cette période de formation intense de cratères, Mercure subit des impacts sur toute sa surface, facilités par l'absence de toute atmosphère pour ralentir les impacteurs. Aussi, Mercure est alors volcaniquement active ; des bassins tels que le bassin Caloris sont remplis de magma, produisant des plaines lisses semblables aux mers lunaires,. Après le grand bombardement, l'activité volcanique de Mercure aurait cessé, soit environ 800 millions d'années après sa formation.

La surface de Mercure est plus hétérogène que celle de Mars ou de la Lune, qui contiennent toutes deux des étendues importantes de géologie similaire, comme les maria et les planitiae.

Le diamètre des cratères de Mercure varie de petites cavités en forme de bol à des bassins d'impact multi-annulaires de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre. Ils apparaissent dans tous les états de dégradation, des cratères rayonnés relativement frais aux restes de cratères très dégradés. Les cratères de Mercure diffèrent subtilement des cratères lunaires en ce que la zone couverte par leurs éjections est beaucoup plus petite, conséquence de la plus forte gravité de Mercure à sa surface. Selon les règles de l' UAI, chaque nouveau cratère doit porter le nom d'un artiste célèbre depuis plus de cinquante ans, et mort depuis plus de trois ans, avant la date à laquelle le cratère est nommé.

Le plus grand cratère connu est le bassin Caloris, avec un diamètre de 1 550 km (soit près du tiers du diamètre de la planète), qui fut formé à la suite de la chute d'un astéroïde d'une taille avoisinant les 150 km, il y a près de 3,85 milliards d'années. Son nom ( Caloris, " chaleur " en latin) vient du fait qu'il est situé sur l'un des deux " pôles chauds " de la surface de Mercure, pôles faisant directement face au Soleil lorsque la planète est au périhélie. L'impact qui a créé le bassin Caloris a été si puissant qu'il a provoqué des éruptions de lave qui ont laissé un anneau concentrique de plus de 2 km de haut entourant le cratère d'impact. Il s'agit d'une grande dépression circulaire, avec des anneaux concentriques. Plus tard, de la lave a certainement coulé dans ce grand cratère, et en a lissé la surface.

À l' antipode du bassin Caloris se trouve une grande région de terrain très vallonnée et accidentée, de la taille de la France et de l' Allemagne réunies, connue sous le nom de " Terrain étrange " (en anglais Weird Terrain ). Une hypothèse pour son origine est que les ondes de choc générées lors de l'impact de Caloris ont voyagé autour de Mercure, convergeant à l'antipode du bassin (à 180 degrés). Les fortes contraintes qui en ont résulté ont fracturé la surface, soulevant le sol à une hauteur de 800 à 1 000 m et produisant cette région chaotique,. Une autre hypothèse est que ce terrain s'est formé à la suite de la convergence des éjecta volcaniques à l'antipode de ce bassin.

L'impact ayant créé le bassin Caloris a également contribué à la formation de l'unique chaîne de montagnes de Mercure : les Caloris Montes,.

Au total, environ 15 bassins d'impact sont identifiés sur Mercure. Un bassin notable est le bassin Tolstoï, de 400 km de large, avec de multiples anneaux et qui a une couverture d'éjectas s'étendant jusqu'à 500 km depuis son pourtour et dont l'apparition marque l'ère du Tolstoïen. Les bassins Rembrandt et Beethoven, ayant une couverture d'éjecta volcaniques de taille similaire, font également partie des plus gros cratères d'impact de la planète avec une largeur respective de 716 et 625 km.

Comme la Lune, la surface de Mercure a probablement subi les effets des processus d' érosion spatiale, notamment le vent solaire et les impacts de micrométéorites.

Mercure présente également des cratères fantômes partiellement d'origine tectonique formés de graben et de dorsum. Uniques dans le Système solaire, ils sont découverts en 2011.

Il existe deux régions de plaines géologiquement distinctes sur Mercure,,.

Premièrement, les plaines légèrement vallonnées dans les régions situées entre les cratères sont les plus anciennes surfaces visibles de Mercure, antérieures aux terrains fortement cratérisés. Ces plaines entre les cratères semblent avoir effacé de nombreux cratères plus anciens, et montrent une rareté générale de petits cratères de moins de 30 km de diamètre environ.

Deuxièmement, les plaines lisses sont de vastes zones plates qui remplissent des dépressions de tailles diverses et ressemblent beaucoup aux mers lunaires. Elles remplissent notamment un large anneau entourant le bassin Caloris. Contrairement aux mers lunaires, les plaines lisses de Mercure ont les mêmes albédos que les anciennes plaines entre les cratères. Malgré l'absence de caractéristiques volcaniques incontestables, la localisation et la forme arrondie et lobée de ces plaines soutiennent fortement des origines volcaniques. Toutes les plaines lisses de Mercure se sont formées beaucoup plus tard que le bassin Caloris, comme indique leur densité de cratères sensiblement plus faible par rapport à celle de la couverture d'éjection de Caloris. Le fond du bassin Caloris est rempli d'une plaine plate géologiquement distincte, fragmentée par des crêtes et des fractures selon un schéma à peu près polygonal. Il n'est pas clair s'il s'agit de laves volcaniques induites par l'impact ou des impactites.

Une caractéristique inhabituelle de la surface de Mercure est la présence de nombreux plis de compression appelés escarpements (ou Rupes) qui sillonnent les plaines. À la suite de la phase chaude de sa formation, c'est-à-dire après la fin du Grand bombardement tardif qui a un temps rendu toutes les planètes du système solaire des boules incandescentes, l'intérieur de Mercure s'est contracté et sa surface a commencé à se déformer, créant des crêtes. Ces escarpements peuvent atteindre une longueur de 1 000 km et une hauteur de 3 km. Ces caractéristiques de compression peuvent être observées simultanément avec d'autres caractéristiques, telles que des cratères et des plaines lisses, indiquant qu'elles sont plus récentes.

La cartographie des caractéristiques de Mercure grâce aux photographies prises par Mariner 10 a d'abord suggéré un rétrécissement total du rayon de Mercure de l'ordre de 1 à 2 km du fait de ces compressions, intervalle ayant plus tard été augmenté de 5 à 7 km, à la suite des données de MESSENGER,. Aussi, des failles de poussée à petite échelle sont trouvées, d'une hauteur de plusieurs dizaines de mètres et d'une longueur de quelques kilomètres, qui semblent avoir moins de 50 millions d'années. Cela indique que la compression de l'intérieur et l'activité géologique de surface qui en résulte se poursuivent toujours à cette petite échelle,. Après cette découverte, la supposée inactivité géologique de Mercure, et des petites planètes en général, pourrait être remise en cause.

Le Lunar Reconnaissance Orbiter découvre en 2019 l'existence de petites failles de poussée similaires sur la Lune.

Périodes géologiques de Mercure (en millions d'années) :

Pré-Tolstoïen

Il s'étend du tout début de l'histoire du système solaire à la période de bombardements intenses, soit de -4,5 à -3,9 milliards d'années. La nébuleuse solaire primitive s'est condensée et a commencé à former de la matière solide ; d'abord de petite masse qui à force de s'accumuler (processus d' accrétion) a produit des corps de plus en plus gros, ayant une force d'attraction de plus en plus importante, jusqu'à former la principale masse de Mercure. La nature homogène ou hétérogène de cette accumulation de matière reste encore inconnue : on ne sait pas si Mercure s'est formée à partir d'un mélange de fer et de silicate qui se sont ensuite dissociés pour former séparément un noyau métallique et un manteau de silicate, ou si le noyau s'est formé en premier, à partir de métaux, puis le manteau et la croûte ne sont venus qu'après, lorsque les éléments lourds comme le fer sont devenus moins abondants aux environs de Mercure. Il y a peu de chance pour que Mercure ait possédé une atmosphère initiale (juste après l'accumulation de matière), ou alors elle se serait évaporée très tôt avant l'apparition des plus anciens cratères. Si Mercure avait eu une atmosphère, on aurait pu remarquer une érosion des cratères par les vents, comme sur Mars. Les escarpements présents majoritairement dans les régions " inter-cratères " (qui sont des surfaces plus anciennes que les cratères) et qui traversent parfois certains des plus vieux cratères, montrent que le refroidissement du noyau et la contraction de la planète se sont produits entre la fin de la première période et le début de la seconde.

La seconde période (de -3,9 à -3,85 milliards d'années) est caractérisée par un fort bombardement météoritique par des corps relativement gros (des résidus du processus d'accrétion), couvrant la surface de Mercure par des cratères et des bassins (cratères larges de plus de 200 km de diamètre), et se termine à la formation du bassin Caloris. Il n'est pas certain que cette période soit la phase terminale de l'accrétion de Mercure ; il est possible qu'il ne s'agisse que d'un second épisode de bombardement indépendant de cette accumulation. D'autant plus que c'est l'époque du grand bombardement tardif. Elle porte ce nom car elle a vu la formation du bassin Tolstoï.

La formation du bassin Caloris marque la séparation cette période (de -3,85 à -3,80 milliards d'années). L'impact météoritique a donné lieu à de fortes transformations de la surface de Mercure : la création de l'anneau montagneux Caloris Montes autour du cratère produit par l'impact et les déformations chaotiques de l'autre côté de la planète. L'asymétrie de la répartition interne des masses qu'il a occasionnée, à l'échelle de la planète, a été le pivot sur lequel se fonde la synchronisation des périodes rotation/révolution : le bassin Caloris est (avec son antipode) un des " pôles équatoriaux chauds ".

Calorien supérieur

La quatrième époque géologique de Mercure s'étale de -3,80 à -3 milliards d'années et débute après la collision donnant lieu au bassin Caloris. Elle couvre la période de volcanisme qui s'ensuivit. Des coulées de lave ont formé une partie des grandes plaines lisses, grossièrement similaires aux maria lunaires. Cependant, les plaines lisses recouvrant le bassin Caloris (Suisei, Odin, et Tir Planitia) auraient été formées par des éjectas lors de l'impact Caloris.

Mansurien et Kuiperien

S'étendant respectivement de -3 milliards d'années à -1 milliard d'années puis depuis -1 milliard d'années à aujourd'hui, ces périodes sont marquées par de petits impacts météoritiques : peu d'événements majeurs se sont produits sur Mercure durant ces périodes. Ces ères prennent également le nom de cratères : le Mansur et le Kuiper.

Les images prises par Mariner 10 sont d'abord recalibrées à partir d'images prises en laboratoire avant le lancement de la sonde, et d'images prises durant la mission des nuages de Vénus (Vénus présente une texture plutôt uniforme) et de l'espace profond. Robinson et Lucey étudient ensuite divers échantillons de la Lune - qui aurait connu une activité volcanique similaire - et notamment la réflexion de la lumière afin de faire un parallèle entre la composition et la réflexion de ces matériaux.

À l'aide de techniques avancées de traitement d'images numériques (qui n'étaient pas possibles à l'époque de la mission Mariner 10), ils appliquent un code de couleurs aux images afin de différencier les matériaux minéraux sombres des matériaux métalliques. Trois couleurs sont utilisées : le rouge pour caractériser les minéraux opaques, sombres (plus le rouge est prononcé, moins il y a de minéraux sombres) ; le vert pour caractériser à la fois la concentration d' oxyde de fer (FeO) et l'intensité du bombardement de micrométéorites, également appelé " maturité " (la présence de FeO est moins importante, ou la région est moins mature, sur les portions plus vertes) ; le bleu pour caractériser le rapport UV/lumière visible (l'intensité de bleu augmente avec le rapport). La combinaison des trois images donne des couleurs intermédiaires. Par exemple, une zone en jaune peut représenter une combinaison d'une forte concentration en minéraux opaques (rouge) et d'une maturité intermédiaire (vert).

Robinson et Lucey remarquent que les plaines sont marquées de couleurs différentes par rapport aux cratères et ils peuvent en déduire que ces plaines sont de composition différente par rapport aux surfaces plus anciennes (caractérisées par la présence de cratères). Ces plaines ont dû, à l'instar de la Lune, être formées par des coulées de lave. De nouvelles questions se posent alors quant à la nature de ces remontées de roche en fusion : celles-ci peuvent être de simples épanchements fluides, ou des éruptions explosives. Cependant, toutes les plaines n'ont peut-être pas pour origine des coulées de lave. Il est possible que certaines se soient formées à partir de retombées de poussières et de fragments du sol, éjectés lors de gros impacts météoritiques.

Certaines éruptions volcaniques ont pu également se produire à la suite de grosses collisions. Dans le cas du bassin Caloris, le cratère généré par l'impact devait avoir à l'origine une profondeur de 130 km ; atteignant probablement le manteau et le faisant alors partiellement entrer en fusion lors du choc (du fait de pression et température très importantes). Le manteau est ensuite remonté lors du réajustement du sol, comblant le cratère. Ainsi, sachant qu'une partie de la surface de Mercure provient de son intérieur, les scientifiques peuvent en déduire des informations sur la composition interne de la planète.

Les images obtenues par MESSENGER, quant à elles, révèlent des preuves de nuées ardentes sur Mercure provenant de volcans boucliers de faible hauteur,,. Ces données MESSENGER ont permis d'identifier 51 dépôts pyroclastiques à la surface, dont 90 % se trouvent dans des cratères d'impact. Une étude de l'état de dégradation des cratères d'impact qui accueillent les dépôts pyroclastiques suggère que l'activité pyroclastique s'est produite sur Mercure pendant un intervalle prolongé.

Une " dépression sans rebord " à l'intérieur de la bordure sud-ouest du bassin Caloris se compose d'au moins neuf cheminées volcaniques qui se chevauchent, chacune pouvant atteindre individuellement jusqu'à 8 km de diamètre. Il s'agit donc d'un stratovolcan. Les fonds des cheminées se trouvent à au moins 1 km sous leurs parois et ressemblent à des cratères volcaniques sculptés par des éruptions explosives ou modifiés par l'effondrement dans des espaces vides créés par le retrait du magma dans un conduit. L'âge du système complexe volcanique serait de l'ordre d'un milliard d'années.

Mercure est une planète très chaude. La température moyenne en surface est d'environ 440 (167 °C),. C'est la température de stabilisation en dessous du régolite, où le sous-sol n'est plus soumis à l'alternance des " ondes " thermiques de la journée et de la nuit. Aussi, la température de surface de Mercure varie environ de 100 à 700 K (−173 à 427 °C),. Elle ne dépasse jamais 180 K aux pôles en raison de l'absence d'atmosphère et d'un fort gradient de température entre l'équateur et les pôles. Le point subsolaire au périhélie, à savoir (0°N, 0°W) ou (0°N, 180°W), atteint 700 K à ce moment mais seulement 550 K à l'aphélie (90° ou 270°W). Du côté non éclairé de la planète, la température moyenne est de 110 K,. Depuis la surface de Mercure le soleil apparaît, en fonction de l'orbite elliptique, entre 2,1 et 3,3 plus gros que depuis la Terre, et l'intensité de la lumière solaire à la surface de Mercure varie entre 4,59 et 10,61 fois la constante solaire, c'est-à-dire que la quantité d'énergie reçue par une surface perpendiculaire au Soleil est en moyenne 7 fois plus élevée sur Mercure que sur Terre.

Bien que la température de la lumière du jour à la surface de Mercure soit généralement extrêmement élevée, il est possible que de la glace soit présente sur Mercure. En effet, du fait de l'inclinaison quasi nulle de son axe de rotation, les zones polaires de Mercure ne reçoivent des rayons solaires que rasants. Aussi, le fond des profonds cratères des pôles n'est alors jamais exposé à la lumière directe du soleil, et les températures y restent inférieures à 102 K grâce à cette obscurité permanente, soit bien moins que sur la température moyenne de la planète de 452 . À ces températures, la glace d'eau ne se sublime quasiment plus (la pression partielle de vapeur de la glace est très basse).

Des observations radar effectuées dans le début des années 1990 à partir du radiotélescope d'Arecibo et de l'antenne de Goldstone indiquent la présence de glace d' eau aux pôles Nord et Sud de Mercure. En effet, la glace d'eau 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 Mercure. Aussi, il existe des zones de forte réflexion radar près des pôles. Les résultats obtenus avec le radiotélescope d'Arecibo montrent que ces réflexions radar sont concentrées dans des taches circulaires de la taille d'un cratère. D'après les images prises par Mariner 10, la plus grosse d'entre elles, au pôle Sud, semble coïncider avec le cratère Chao Meng-Fu. D'autres, plus petites, correspondent également à des cratères bien identifiés.

On estime que les régions glacées contiennent environ 10 ¹⁴ à 10 ¹⁵ kg de glace,. Celles-ci sont potentiellement recouvertes de régolite empêchant la sublimation. En comparaison, la calotte glaciaire de l' Antarctique sur Terre a une masse d'environ 4 × 10 ¹⁸ kg et la calotte polaire sud de Mars contient environ 10 ¹⁶ kg d'eau. Deux sources probables pour l'origine de cette glace sont envisagées : le bombardement météoritique ou le dégazage de l'eau de l'intérieur de la planète. Les météorites frappant la planète ont pu apporter de l'eau qui serait restée piégée (gelée par les basses températures des pôles) aux endroits où se sont produits les impacts. De même pour les dégazages, certaines molécules ont pu migrer vers les pôles et s'y retrouver piégées,.

Mercure est trop petite et chaude pour que sa gravité ne puisse retenir une atmosphère significative sur de longues périodes. Ainsi, elle est quasi inexistante à tel point que les molécules de gaz de l'" atmosphère " entrent plus souvent en collision avec la surface de la planète qu'avec d'autres molécules de gaz. Il est ainsi plus approprié de parler de son exosphère, commençant dès la surface de Mercure, directement " ouverte " sur l' espace. Celle-ci est ténue et limitée en surface, principalement composée de potassium, de sodium et d' oxygène (9,5 %). On y trouve aussi des traces d' argon, de néon, d' hydrogène et d' hélium,. La pression de surface exercée est inférieure à 0,5 nPa (0,005 picobar).

Les atomes d'hydrogène et d'hélium proviennent probablement de la capture des ions du vent solaire, se diffusant dans la magnétosphère de Mercure avant de s'échapper à nouveau dans l'espace. La désintégration radioactive des éléments de la croûte de Mercure est une autre source d'hélium, ainsi que de sodium et de potassium. De la vapeur d'eau est présente, libérée par une combinaison de processus tels que les comètes frappant sa surface, la pulvérisation cathodique (créant de l'eau à partir de l'hydrogène du vent solaire et de l'oxygène de la roche) et la sublimation à partir des réservoirs de glace d'eau dans les cratères polaires ombragés en permanence. La sonde MESSENGER a également détecté de grandes quantités d'ions liés à l'eau comme O⁺, OH⁻, et ,. En raison des quantités de ces ions qui ont été détectées dans l'environnement spatial de Mercure, les astronomes supposent que ces molécules ont été soufflées de la surface ou de l'exosphère par le vent solaire,.

Le sodium, le potassium et le calcium sont découverts dans l'atmosphère au cours des années 1980-1990, le consensus étant qu'ils résultent principalement de la vaporisation de la roche de surface frappée par des impacts de micrométéorites, dont celle de la comète de Encke, qui créent un nuage zodiacal. Toutefois, selon une autre hypothèse, la lumière solaire contribuerait aussi à libérer le sodium de la surface de la planète. En 2008, du magnésium est découvert par MESSENGER,. Des études indiquent que, parfois, les émissions de sodium sont localisées en des points qui correspondent aux pôles magnétiques de la planète. Cela indiquerait une interaction entre la magnétosphère et la surface de la planète.

Malgré sa petite taille et sa lente période de rotation de 59 jours, Mercure possède un champ magnétique notable. Révélé par les magnétomètres de Mariner 10, en , il surprend les astronomes qui pensaient jusqu'à ce moment que Mercure était dépourvue de toute magnétosphère car sa vitesse de rotation lente diminue l' effet dynamo. De plus, il était supposé à l'époque que le noyau de la planète s'était déjà solidifié du fait de sa petite taille,. L'intensité du champ magnétique à l'équateur de Mercure est d'environ 200 , soit 0,65 % du champ magnétique terrestre qui vaut 31 µT,. Comme celui de la Terre, le champ magnétique de Mercure est dipolaire. Cependant, contrairement à la Terre, les pôles de Mercure sont alignés avec l'axe de rotation de la planète. Les mesures des sondes spatiales Mariner 10 et MESSENGER indiquent que l'intensité et la forme du champ magnétique sont stables.

Il est probable que ce champ magnétique soit généré par un effet de dynamo, d'une manière similaire au champ magnétique de la Terre,. Cet effet de dynamo résulterait de la circulation du noyau externe liquide riche en fer de la planète. Des effets de marée particulièrement forts, causés par la forte excentricité orbitale de la planète, permettraient de maintenir le noyau à l'état liquide nécessaire à cet effet de dynamo.

Le champ magnétique de Mercure est suffisamment puissant pour dévier le vent solaire autour de la planète, créant ainsi une magnétosphère située entre deux arcs de choc (ou " "). La magnétosphère de la planète, bien qu'assez petite pour être contenue dans le volume de la Terre, est assez forte pour piéger le plasma du vent solaire. Cela contribue à l' érosion spatiale de la surface de la planète. Les observations effectuées par Mariner 10 ont permis de détecter ce plasma de faible énergie dans la magnétosphère du côté obscur de la planète. Les éclats de particules énergétiques dans la queue de la magnétosphère de la planète indiquent que celle-ci est dynamique. De plus, des expériences menées par la sonde ont montré que, tout comme celle de la Terre, la magnétosphère de Mercure possède une queue séparée en deux par une couche neutre.

Lors de son deuxième survol de la planète le , MESSENGER découvre que le champ magnétique de Mercure peut être extrêmement perméable. L'engin spatial rencontre en effet des " tornades " magnétiques (des faisceaux tordus de champs magnétiques reliant le champ magnétique planétaire à l'espace interplanétaire) mesurant jusqu'à 800 km de large, soit un tiers du rayon de la planète. Ces tubes de flux magnétique torsadés forment des fenêtres ouvertes dans le bouclier magnétique de la planète à travers lesquelles le vent solaire peut entrer et impacter directement la surface de Mercure par reconnexion magnétique. Cela se produit également dans le champ magnétique terrestre, cependant le taux de reconnexion est dix fois plus élevé sur Mercure.

La magnitude apparente de Mercure peut varier entre -2,48 (alors plus lumineuse que Sirius) lors de sa conjonction supérieure et +7,25 (dépassant alors la limite de visibilité à l'œil nu située à +6 et la rendant donc invisible) autour de la conjonction inférieure,. La magnitude apparente moyenne est de 0,23 avec un écart-type de 1,78, c'est-à-dire le plus grand de toutes les planètes, du fait de la forme excentricité orbitale de la planète. La magnitude apparente moyenne à la conjonction supérieure est de -1,89 alors que celle à la conjonction inférieure est de +5,93. L'observation de Mercure est compliquée du fait de sa proximité avec le soleil dans le ciel, car elle est alors perdue dans l'éblouissement de l' étoile. Mercure ne peut être observée que pendant une courte période de temps au moment de l' aube ou du crépuscule.

Comme plusieurs autres planètes et les étoiles les plus brillantes, Mercure peut être observée pendant une éclipse solaire totale. De plus, comme la Lune et Vénus, Mercure présente des phases vues depuis la Terre. Elle est dite " nouvelle " à la conjonction inférieure et " pleine " à la conjonction supérieure. Cependant, la planète est rendue invisible depuis la Terre à ces deux occasions parce qu'elle est obscurcie par le Soleil (sauf durant un transit). Aussi, techniquement, Mercure est la plus brillante lorsqu'elle est pleine. Ainsi, bien que Mercure soit le plus éloigné de la Terre lorsqu'elle est pleine, elle présente une plus grande surface éclairée visible et l' effet d'opposition compense la distance. L'inverse est vrai pour Vénus, qui apparaît plus brillante lorsqu'elle est en croissant parce qu'elle est beaucoup plus proche de la Terre.

Néanmoins, l'apparition la plus brillante (pleine phase) de Mercure est en réalité incompatible avec l'observation pratique, en raison de son extrême proximité de la planète avec le soleil à ce moment. Le meilleur moment pour observer Mercure est ainsi pendant son premier ou dernier quart, bien qu'il s'agisse de phases de moindre luminosité. Les premier et dernier quarts de phase se produisent lors de l' élongation la plus importante à l'est (vers septembre/octobre), et à l'ouest (vers mars/avril) du soleil, respectivement. À ces deux moments, la séparation de Mercure du soleil varie entre 17,9° au périhélie et 27,8° à l'aphélie,. À son élongation maximale à l'ouest, Mercure se lève avant le lever du soleil, et à son élongation maximale à l'est, elle se couche après le coucher du soleil, la rendant plus facilement observable,.

Mercure est plus facilement visible depuis les régions tropicales et subtropicales que depuis des latitudes plus élevées. Vue des basses latitudes et aux bons moments de l'année, l' écliptique coupe l'horizon à un angle aigu. À ce moment, Mercure se trouve directement au-dessus du soleil (c'est-à-dire que son orbite semble verticale depuis la Terre) et elle est au maximum de son élongation par rapport au soleil (28°). Quand arrive le moment de la journée terrestre où le soleil est à 18° au-dessous de l'horizon de sorte que le ciel est complètement sombre ( crépuscule astronomique), Mercure se trouve à un angle de 28-18=10° au-dessus de l'horizon dans un ciel complètement sombre : elle est alors à son maximum de visibilité pour un observateur terrestre.

De plus, les observateurs situés dans l' hémisphère sud sont avantagés par rapport à ceux du nord, avec une latitude de valeur absolue égale. En effet dans cet hémisphère, l'élongation maximale de Mercure à l'ouest (matin) ne se produit qu'au début de l' automne (mars/avril) et son élongation maximale à l'est (soir) ne se produit qu'à la fin de l' hiver (septembre/octobre). Dans ces deux cas, l'angle d'intersection de l'orbite de la planète avec l' écliptique (et donc l' horizon) est alors à son maximum pendant ces saisons, ce qui permet à Mercure de se lever plusieurs heures avant le lever du soleil dans le premier cas et de ne se coucher que plusieurs heures après le coucher du soleil dans le second, à partir des latitudes moyennes méridionales comme l' Argentine et l' Afrique du Sud. À l'inverse, dans l'hémisphère nord, l'écliptique est bien moins incliné le matin en mars/avril et le soir en septembre/octobre, Mercure est donc très proche de l'horizon même lors de son élongation maximum même s'il arrive qu'elle soit bien visible, près de Vénus, dans le ciel.

Une autre méthode pour observer Mercure consiste à observer la planète pendant les heures de jour lorsque les conditions sont claires, idéalement lorsqu'elle est à son plus grand allongement. Cela permet de trouver facilement la planète, même en utilisant des télescopes avec de faibles ouvertures. Il faut cependant prendre grand soin de veiller à ce que l'instrument ne soit pas pointé directement vers le Soleil en raison du risque de lésions oculaires. Cette méthode permet de contourner la limitation de l'observation au crépuscule lorsque l'écliptique est située à faible altitude (par exemple les soirs d'automne).

D'une façon générale, les observations de Mercure grâce à un télescope au sol ne révèlent cependant qu'un disque partiel de couleur orange éclairé avec peu de détails. La proximité de l'horizon rend son observation avec les télescopes difficile, car sa lumière doit parcourir une plus grande distance à travers l'atmosphère terrestre et est perturbée par des turbulences, comme la réfraction et l' absorption qui rendent l'image floue. La planète apparaît généralement dans le télescope sous la forme d'un disque en forme de croissant. Même avec des télescopes puissants, il n'y a pratiquement pas de caractéristiques distinctives à sa surface. D'autre part, Le télescope spatial Hubble ne peut pas du tout observer Mercure, en raison de procédures de sécurité qui empêchent son pointage trop près du Soleil,.

Un transit de Mercure se produit lorsque la planète se situe entre l'observateur et le Soleil. Elle est alors visible sous la forme d'un très petit point noir traversant le disque solaire. Il serait également possible pour un observateur situé sur une autre planète de voir un transit, tel que le transit de Mercure depuis Vénus. Les transits de Mercure vus depuis la Terre ont lieu avec une fréquence relativement régulière à l'échelle astronomique d'environ 13 ou 14 par siècle, en raison de la proximité de la planète au Soleil.

Le premier transit de Mercure est observé le par Pierre Gassendi, bien que son existence ait été prévue par Johannes Kepler avant sa mort en 1630. En 1677, l'observation du transit de Mercure permet pour la première fois de mettre en avant le phénomène de la goutte noire, un effet de la diffraction des instruments optiques.

Le transit de Mercure a également permis de réaliser différentes mesures, dont celle de la taille de l'univers ou des variations à long terme du rayon du Soleil,.

Les transits peuvent se produire en mai à des intervalles de 13 ou 33 ans, ou en novembre tous les 7, 13 ou 33 ans. Les quatre derniers transits de Mercure datent du 7 mai 2003, du 8 novembre 2006, du 9 mai 2016 et du 11 novembre 2019 ; les quatre prochains auront lieu le , le , le et le ,.

Mercure est connue depuis que les hommes s'intéressent au ciel nocturne ; la première civilisation à en avoir laissé des traces écrites est la civilisation sumérienne ( millénaire av. J.-C.) qui la nommait " Ubu-idim-gud-ud " (signifiant la " planète sautante ").

Les premiers écrits d'observations détaillées de Mercure nous viennent des Babyloniens avec les tablettes de Mul Apin. Les Babyloniens appellent cet astre Nabû en référence au dieu du savoir dans la mythologie mésopotamienne. Ils sont également les premiers à avoir étudié le mouvement apparent de Mercure, qui est différent de celui des autres planètes,.

Plus tard, dans l' Antiquité, les Grecs, héritiers des conceptions indo-européennes (paléoastronomie) considèrent jusqu'au que Mercure visible avant le lever du soleil d'une part et Mercure visible après son coucher d'autre part relevaient de deux astres distincts. Ceux-ci sont appelés respectivement Στίλβων (Stilbōn), signifiant " celui qui brille ", et Ἑρμῆς ( Hermès) en raison de son mouvement rapide. Ce dernier est d'ailleurs toujours le nom de la planète en grec moderne. L'étoile du matin aurait également été appelée Ἀπόλλων ( Apollon). Les Égyptiens procédèrent de même en donnant le nom de Seth à l'étoile du matin et Horus à celle du soir,.

Les Romains nommèrent la planète du nom du messager des dieux Mercure (en latin ), équivalent d'Hermès pour la mythologie romaine, parce qu'elle se déplace dans le ciel plus vite que toutes les autres planètes,. Aussi dieu protecteur des commerçants, des médecins et des voleurs, le symbole astronomique de Mercure est une version stylisée du caducée d'Hermès. Il est également supposé que le symbole proviendrait d'une dérivation de la première lettre de son nom grec ancien Στίλβων (Stilbōn).

Ferry, un contributeur du Dictionnaire de Wahlen, écrit à ce sujet :

" Pourquoi donc une planète aussi peu importante dans le système dont elle fait partie porte-t-elle le nom du messager des dieux dans l'Olympe mythologique ? C'est qu'elle se trouve assez fréquemment en conjonction avec les autres planètes entre lesquelles ces rapprochements sont beaucoup plus rares. Comme la durée de sa révolution autour du Soleil ou son année n'est que le quart de l'année terrestre, dans ce court espace de temps on la voit se diriger vers une planète et après s'en être approchée s'éloigner pour faire une autre visite aussi promptement terminée. La fréquente répétition de cette sorte de voyages a pu faire concevoir l'idée d'un autre messager. "

L' astronome gréco-égyptien Ptolémée évoque la possibilité de transits planétaires devant le Soleil dans son ouvrage Hypothèses planétaires. Il suggère que si aucun passage n'avait jamais été observé, cela était soit parce que des planètes telles que Mercure étaient trop petites pour être vues, soit parce que les passages étaient trop peu fréquents.

Dans la Chine ancienne, Mercure est connue sous le nom de " l'étoile pressée " (Chen-xing 辰星). Elle est associée à la direction du nord et à la phase de l'eau dans le système de cosmologie des Cinq Phases (Wuxing),. Les cultures modernes chinoise, coréenne, japonaise et vietnamienne désignent la planète littéralement comme " l'étoile d'eau " (水星), basée sur les Cinq éléments. La mythologie hindoue utilise le nom de Bouddha pour Mercure, et l'on pense que ce dieu présidait le mercredi,. Le dieu Odin de la mythologie nordique est aussi associé avec la planète Mercure et au mercredi. Ce lien avec le troisième jour de la semaine se retrouve également chez les Romains, ce qui a ensuite donné en français le nom Mercredi (pour " Mercurii dies ", le jour de Mercure),.

La civilisation maya aurait représenté Mercure comme un hibou (ou potentiellement quatre, deux représentant son apparition du matin et deux celle du soir) servant de messager vers le monde souterrain.

En astronomie arabe, l'astronome Al-Zarqali décrit au siècle l'orbite géocentrique de Mercure comme étant une ellipse, bien que cette intuition n'ait pas influencé sa théorie astronomique ou ses calculs astronomiques,. Au siècle, Ibn Bajja observe " deux planètes comme des taches noires sur la face du Soleil ", ce qui a été plus tard suggéré comme le transit de Mercure et/ou de Vénus par l'astronome de Maragha Qotb al-Din Chirazi au siècle,. Cependant, des doutes sont soulevés par les astronomes plus récents sur l'observation des transits par les astronomes médiévaux arabes, ceux-ci ayant été potentiellement confondus avec des taches solaires,. Ainsi, toute observation d'un transit de Mercure avant les télescopes reste spéculative.

En Inde, l'astronome Nilakantha Somayaji de l' école du Kerala développa au siècle un modèle partiellement héliocentrique dans lequel Mercure orbite autour du Soleil, qui à son tour orbite autour de la Terre, similairement au système tychonique de Tycho Brahe proposé ensuite au siècle.

Les premières observations télescopiques de Mercure sont faites par Galilée au début du siècle. Bien qu'il ait observé des phases lorsqu'il a regardé Vénus, son télescope n'est pas assez puissant pour voir les phases de Mercure. En 1631, Pierre Gassendi fait les premières observations télescopiques du transit d'une planète à travers le Soleil lorsqu'il voit un transit de Mercure prédit par Johannes Kepler. En 1639, Giovanni Zupi utilise un télescope pour découvrir que la planète présente des phases similaires à celles de Vénus et de la Lune. L'observation démontre de façon concluante que Mercure orbite autour du Soleil,.

Un événement rare en astronomie est le passage d'une planète devant une autre vu de la Terre ( occultation). Mercure et Vénus s'occultent l'une l'autre tous les quelques siècles et l'événement du 28 mai 1737 est le seul à avoir été observé historiquement, ayant été vu par John Bevis à l' Observatoire royal de Greenwich. La prochaine occultation de Mercure par Vénus aura lieu le 3 décembre 2133.

Les difficultés inhérentes à l'observation de Mercure font qu'elle a été beaucoup moins étudiée que les autres planètes. En 1800, Johann Schröter fait des observations de sa surface, affirmant avoir observé des montagnes de 20 kilomètres de haut. Friedrich Bessel utilise les dessins de Schröter pour estimer à tort la période de rotation comme étant de 24 heures et une inclinaison axiale de 70°. Dans les années 1880, Giovanni Schiaparelli cartographie la planète avec plus de précision et suggère que la période de rotation de Mercure est de 88 jours, la même que sa période orbitale en raison d'une rotation synchrone. L'effort de cartographie de la surface de Mercure est poursuivi par Eugène Antoniadi, qui publie en 1934 un livre comprenant à la fois des cartes et ses propres observations. De nombreuses caractéristiques de la surface de la planète, en particulier les formations d'albédo, tirent leur nom de la carte d'Antoniadi.

En , les scientifiques soviétiques de l' Institut de radio-ingénérie et d'électronique de l' Académie des sciences de l'URSS, dirigé par Vladimir Kotelnikov, sont les premiers à faire rebondir un signal radar sur Mercure et à le recevoir, ce qui permit de commencer les observations radar de la planète,,. Trois ans plus tard, les observations radar des Américains Gordon H. Pettengill et Rolf B. Dyce, à l'aide du radiotélescope de 300 mètres de l' observatoire d'Arecibo à Porto Rico, montrent de façon concluante que la période de rotation de la planète est d'environ 59 jours ,. La théorie selon laquelle la rotation de Mercure est synchrone était à cette époque répandue et ce fut donc une surprise pour les astronomes lorsque ces observations radio furent annoncées. Si Mercure était réellement verrouillée comme on le pensait auparavant, sa face obscure aurait été extrêmement froide, mais les mesures des émissions radio révèlent qu'elle est beaucoup plus chaude que prévu. Les astronomes hésitent un temps à abandonner la théorie de la rotation synchrone et proposent des mécanismes alternatifs tels que des vents puissants de distribution de la chaleur pour expliquer les observations.

L'astronome italien Giuseppe Colombo note que la période de rotation est d'environ deux tiers de la période orbitale de Mercure, et il est le premier à proposer que les périodes orbitales et de rotation de la planète soient verrouillées dans une résonance de 3:2 plutôt que de 1:1, comme c'est le cas entre la Terre et la Lune par exemple. Les données de Mariner 10 ont par la suite confirmé ceci.

Les observations optiques au sol n'ont pas permis d'en savoir beaucoup plus sur Mercure, mais les radioastronomes utilisant l' interférométrie micro-ondes, une technique qui permet d'éliminer le rayonnement solaire, ont pu discerner les caractéristiques physiques et chimiques des couches souterraines à une profondeur de plusieurs mètres,. En 2000, des observations à haute résolution dites de lucky imaging sont effectuées par un télescope de l' observatoire du Mont Wilson. Elles fournissent les premières vues permettant de connaître les caractéristiques de surface des parties de Mercure qui n'avaient pas été imagées lors de la mission Mariner 10. La majeure partie de la planète est cartographiée par le télescope radar d'Arecibo, y compris les dépôts de ce qui pourrait être de la glace d'eau dans les cratères polaires ombragés.

Le premier astronome à avoir discerné des caractéristiques géologiques de Mercure est Johann Hieronymus Schröter qui, vers la fin du siècle, dessine en détail ce qu'il avait pu observer, dont des très hautes montagnes. Ses observations sont cependant infirmées par William Herschel qui ne put voir aucune de ces caractéristiques.

Par la suite, d'autres astronomes dressent des cartes de Mercure, dont l' italien Giovanni Schiaparelli et l' américain Percival Lowell (en 1896). Ils y voient des zones sombres en formes de lignes, similaires aux canaux de Mars qu'ils avaient également dessiné et qu'ils pensaient être artificiels,.

La meilleure carte d'avant Mariner 10 provient du Franco-grec Eugène Antoniadi, au début des années 1930. Elle est utilisée pendant près de 50 ans jusqu'à ce que Mariner 10 renvoie les premières photos de la planète. Antoniadi montre que les canaux n'étaient qu'une illusion d'optique. Il reconnaît que l'élaboration d'une carte précise de Mercure est impossible à partir d'observations effectuées à l'aube ou au crépuscule à cause des perturbations atmosphériques (l'épaisseur d'atmosphère terrestre que la lumière doit traverser lorsque Mercure se trouve à l'horizon est importante et crée des distorsions de l'image). Il entreprend alors de faire des observations - dangereuses - en plein jour lorsque le soleil est bien au-dessus de l'horizon. Il gagne ainsi en netteté, mais perd en contraste à cause de la lumière du soleil. Antoniadi parvient tout de même à achever sa carte en 1934, composée de plaines et de montagnes.

En 1974- 75, Mariner 10 rapporte des photographies en haute résolution permettant la cartographie d'environ 45 % de sa surface,, révélant les détails topographiques jamais vus auparavant : une surface recouverte de cratères avec des montagnes et des plaines, très ressemblante à celle de la Lune. Il est assez difficile de faire une corrélation entre les caractéristiques photographiées par la sonde et les cartes établies par télescope. Certaines des manifestations géologiques de la carte d'Antoniadi se sont révélées inexistantes. Aussi, ces photographies permettent la publication en 1976 du premier atlas de la planète par la NASA ( Atlas of Mercury), révélant pour la première fois les formations géologiques de la planète dont, par exemple, son unique chaîne de montagnes : Caloris Montes.

L'Union astronomique internationale définit en 1970 le méridien 0° comme étant le méridien solaire au premier périhélie après le 1950, c'est-à-dire à l'un des deux points chauds. Cependant, le système de coordonnées utilisé par Mariner 10 se fonde sur le méridien 20° qui coupe le cratère Hun Kal (signifiant " 20 " en maya) - ce qui donne une légère erreur de moins de 0,5° par rapport au méridien 0° défini par l'UAI - car le méridien 0 était dans l'obscurité lors de ses survols,. Le cratère Hun Kal est en quelque sorte le Greenwich de Mercure. L'équateur se trouve dans le plan de l'orbite de Mercure et les longitudes sont mesurées de 0° à 360° en allant vers l' ouest. Ainsi, les deux points les plus chauds de l'équateur se trouvent aux longitudes 0° O et 180° O, et les points les plus froids de l'équateur se trouvent aux longitudes 90° O et 270° O. À l'inverse, le projet MESSENGER utilise une convention positive vers l'est.

Mercure est découpée en 15 quadrangles. Plusieurs méthodes de projection sont utilisées pour cartographier la surface de Mercure, suivant la position du quadrangle sur le globe. Cinq projections Mercator (projection cylindrique tangente à l'équateur) entourent la planète au niveau de l'équateur, entre les latitudes 25° nord et 25° sud ; quatre projections Lambert (projection conique) entre 20° et 70° de latitude pour chaque hémisphère ; et deux projections stéréographiques pour cartographier les pôles (jusqu'à 65° de latitude).

Chaque quadrangle commence par la lettre H (pour " Hermès "), suivie de son numéro (de 1, pôle Nord, à 15, pôle Sud). Leur nom provient d'une caractéristique importante présente sur leur région (bassin, cratère, etc.) et un nom d' albédo (entre parenthèses) leur est attribué. Les noms d'albédos assignés pour cette nouvelle carte proviennent de celle d'Antoniadi, puisque c'était celle utilisée jusque là par tous les observateurs depuis plusieurs décennies. Ils servent pour repérer les quadrangles lors des observations au télescope depuis la Terre, où l'on ne distingue que les variations d'intensité de lumière.

En 2016, grâce à plus de 100 000 images prises par la sonde MESSENGER, la NASA fournit le premier modèle topographique de Mercure. Celui-ci donne les points d'élévation maximales et minimales de la planète, respectivement à 4,48 km au-dessus de l'élévation moyenne situé sur un des terrains les plus anciens de la planète près de l'équateur et à 5,38 km sous l'élévation moyenne de la planète, au fond du bassin Rachmaninoff.

Mercure possède une vitesse orbitale de 48 km/s, alors que la vitesse orbitale de la Terre est de 30 km/s. Par conséquent, l'engin spatial doit effectuer un grand changement de vitesse Delta-v pour entrer dans une orbite de transfert de Hohmann qui passe près de Mercure, par rapport au Delta-v requis pour d'autres missions planétaires. De plus, il est nécessaire de se placer dans le plan orbital de Mercure, qui est incliné de 7° par rapport à l' écliptique, ce qui nécessite aussi de l'énergie.

L' énergie potentielle libérée en descendant le puits de potentiel du Soleil devient de l' énergie cinétique : une grande variation négative de vitesse devient alors nécessaire pour ralentir et se mettre en orbite stable. Du fait de l'atmosphère négligeable de Mercure, un véhicule spatial dépend entièrement de ses moteurs à réaction, l' aérofreinage étant exclu. Pour ces raisons, une mission impliquant un atterrissage sur Mercure est très difficile, raison pour laquelle cela n'a encore jamais été fait.

Cependant, les progrès dans le domaine de la mécanique spatiale rendent ce type de mission réalisable à un coût raisonnable grâce à un enchaînement de manœuvres d' assistance gravitationnelle,.

Aussi, la proximité de Mercure avec le Soleil implique qu'une sonde orbitant autour de la planète reçoit environ dix fois plus d'énergie du Soleil que lorsqu'elle se situe sur une orbite terrestre et le sol de Mercure sur sa face éclairée réfléchit une grande partie de la chaleur qu'il reçoit du Soleil, accroissant les contraintes thermiques subies par un engin à basse altitude (les températures pouvant dépasser 400 °C à la surface de la sonde).

Ces difficultés impliquent qu'un voyage vers Mercure nécessite plus de carburant que ce qui est nécessaire pour s'échapper complètement du Système solaire. Par conséquent, son exploration a été plus tardive que des planètes telles que Vénus ou Mars et seules deux sondes spatiales l'ont visité avant l'arrivée de BepiColombo prévue pour 2025.

Mariner 10 est la première sonde à étudier Mercure de près. Développée par l'agence spatiale américaine, la NASA, et lancée le , elle survole la planète à trois reprises, en mars et septembre 1974 et en mars 1975,. À l'origine, elle est destinée à survoler et étudier Vénus, mais les astronomes pensent qu'ils pourraient en faire usage également pour étudier Mercure, dont on connaissait peu de choses. Mariner 10 est ainsi la première sonde à avoir utilisé l' assistance gravitationnelle d'une planète - Vénus - pour en atteindre une autre.

Équipée d'une caméra, d'un magnétomètre et de plusieurs spectromètres, Mariner 10 permet notamment la découverte d'un champ magnétique significatif et de la forte densité de la planète, révélatrice d'un noyau ferreux de grande taille. Les télescopes terrestres les plus puissants n'avaient pas permis d'obtenir des images de qualité de la surface, du fait de la proximité de l'alignement avec le Soleil. La sonde prend, durant ces trois passages, plus de 2 000 photographies de Mercure. Les photos prises par Mariner 10 permettent cependant seulement de cartographier près de 45 % de la surface de la planète, car lors des trois passages Mercure présentait la même face au Soleil ; les régions à l'ombre étaient donc impossibles à cartographier. Ces images révèlent une surface couverte de cratères, à l'apparence très proche de celle de la Lune.

Mariner 10 permet de découvrir la présence d'une très mince atmosphère, ainsi qu'une magnétosphère. Cette dernière fut une surprise pour les astronomes. Elle apporte également des précisions sur sa vitesse de rotation. La mission arrive à terme le , lorsque la sonde se trouva à court de carburant. Comme son orbite ne peut plus être contrôlée avec précision, les contrôleurs de mission ordonnent à la sonde de s'éteindre. Mariner 10 serait ainsi toujours en orbite autour du Soleil, passant près de Mercure tous les quelques mois.

MESSENGER (pour MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) est la septième mission du programme Discovery , qui rassemble des projets d'exploration du Système solaire à coût modéré et durée de développement courte. La sonde, dont la masse, ergols compris, est de 1,1 tonne, emporte sept instruments scientifiques, dont plusieurs spectromètres, un altimètre laser, un magnétomètre et des caméras. Elle est lancée le de Cap Canaveral, à bord d'un lanceur Delta II, le lancement ayant été décalé d'un jour pour cause de mauvais temps.

Il faut environ six ans et demi à la sonde avant qu'elle n'entre en orbite autour de Mercure. Pour y parvenir, elle effectue durant son transit six survols rapprochés des planètes intérieures (la Terre en , Vénus à deux reprises en et 2007 et Mercure à trois reprises, en et et en ), avec quelques corrections de trajectoire intermédiaires. Lors de ces survols de Mercure, suffisamment de données sont recueillies pour produire des images de plus de 95 % de sa surface. MESSENGER observe par ailleurs le maximum solaire de 2012.

L'objectif de la mission est d'effectuer une cartographie complète de la planète, d'étudier la composition chimique de sa surface et de son exosphère, son histoire géologique, sa magnétosphère, la taille et les caractéristiques de son noyau ainsi que l'origine de son champ magnétique.

La fin de la mission, fixée initialement à , est repoussée par deux fois jusqu'en , et dans la phase finale, la sonde spatiale est placée sur une orbite plus rapprochée, permettant d'allonger le temps d'observation de ses instruments et d'accroître la résolution des données. MESSENGER, après avoir épuisé les ergols utilisés pour maintenir son orbite, s'écrase sur le sol de Mercure le ,.

À partir des années 2000, l' Agence spatiale européenne planifie en collaboration avec l' Agence spatiale japonaise une mission baptisée BepiColombo. Celle-ci prévoit de placer deux sondes en orbite autour de Mercure : l'une pour l'étude de l'intérieur et de la surface de la planète ( Mercury Planetary Orbiter), développé par l'ESA, et l'autre pour étudier sa magnétosphère ( Mercury Magnetospheric Orbiter), développé par la JAXA. Un projet d'envoi d'un atterrisseur embarqué avec la mission est prévu puis abandonné, pour des raisons budgétaires. Ces deux sondes sont envoyées par un lanceur Ariane 5 le ,. Elles devraient rejoindre Mercure environ huit ans plus tard, fin 2025, en utilisant, comme les sondes précédentes, l' assistance gravitationnelle. Sa mission principale durera jusqu'en , avec une prolongation possible jusqu'en .

Le programme BepiColombo a pour objectif de répondre à une douzaine de questions que se posent les astronomes, notamment au sujet de la magnétosphère et de la nature du noyau de Mercure (liquide ou solide), de la possible présence de glace au fond des cratères constamment à l'ombre, de la formation du Système solaire et de l'évolution en général d'une planète au voisinage de son étoile. Des mesures très précises du mouvement de Mercure vont également être effectuées, afin de vérifier la théorie de la relativité générale, explication actuelle de la précession du périhélie observée dans son orbite.

Habitabilité

La planète Mercure est un lieu récurrent dans les œuvres de science-fiction,. Des thèmes courants liés à cette planète incluent les dangers d'être exposé au rayonnement solaire et la possibilité d'échapper à un rayonnement excessif en restant dans le terminateur lent de la planète (la frontière entre le jour et la nuit), notamment pour les œuvres écrites avant 1965, alors que l'on pensait encore que Mercure possédait une rotation synchrone 1:1 avec le Soleil (et avait donc une face en permanence vers le Soleil), comme dans Cercle vicieux d' Isaac Asimov, ou dans les nouvelles de Leigh Brackett. Un autre thème abordé est celui des gouvernements autocratiques ou violents, avec par exemple Rendez-vous avec Rama d' Arthur C. Clarke. Bien que ces récits soient fictifs, d'après des études publiées en , il est possible de considérer que des parties de la planète peuvent avoir été habitables. Ainsi, des formes de vie réelles, bien que probablement des micro-organismes primitifs, ont peut-être existé sur la planète,.

De plus, un cratère, au pôle nord ou au pôle sud de Mercure, serait peut-être l'un des meilleurs endroits extraterrestres pour l'établissement d'une colonie humaine, là où la température resterait constante à environ −200 °C. Ceci est dû à une inclinaison axiale quasi nulle de la planète, et au vide quasi parfait à sa surface, empêchant l'apport de chaleur depuis les portions éclairées par le Soleil. De plus, de la glace se trouve dans ces cratères, permettant un accès à l'eau pour la colonie.

Une base n'importe où ailleurs serait exposée, en journée mercurienne (durant environ trois mois terrestres), à la chaleur intense du Soleil, puis durant une période nocturne identique, serait privée de la moindre source de chaleur extérieure : elle connaîtrait alors des températures diurnes de 430 °C et des températures nocturnes de −180 °C,. Cependant, pour éviter ces variations thermiques, les installations pourraient être enterrées sous plusieurs mètres de régolithe qui, dans le vide, servirait aussi bien d'isolant thermique que de bouclier antiradiations. Des approches similaires ont été proposées pour l'installation de bases sur la Lune, dont le jour dure deux semaines, suivi d'une nuit de deux semaines également. D'une façon générale, la colonisation de Mercure revêt certaines similarités avec celle de la Lune, du fait de leur relativement grande période autour du Soleil, de leur inclinaison quasi nulle et de leur absence d'atmosphère : la colonisation de Mercure pourrait se faire avec presque les mêmes technologies. Mercure aurait même un avantage par rapport à la Lune : la gravité étant sur la planète 38 % de celle de la Terre, cela est suffisant pour éviter aux astronautes la réduction de masse osseuse se produisant dans un environnement à très faible gravité.

Une autre solution est évoquée dans les romans et les nouvelles de Kim Stanley Robinson, en particulier dans La Trilogie de Mars (1996) et (2012), où Mercure est le foyer d'une vaste ville appelée Terminator, peuplée d'un grand nombre d'artistes et de musiciens. Pour éviter le dangereux rayonnement solaire, la ville fait le tour de l'équateur de la planète sur des rails à une vitesse suivant la rotation de la planète, afin que le soleil ne se lève jamais complètement au-dessus de l'horizon. Une ville située du côté obscur de la planète, et suivant la lente rotation de la planète sur rails pour précéder le soleil est ainsi une solution réellement envisagée.

Finalement, une colonisation de Mercure revêtirait un intérêt économique, car il y réside des concentrations de minerais bien plus élevées que sur toutes les autres planètes du Système solaire.

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Mercure Mercure vue par la sonde MESSENGER ,le 14 janvier 2008.