Un nouveau paysage magnétosphérique révélé par BepiColombo/Mio
À l'exception des géantes gazeuses, seules la Terre et Mercure possèdent un champ magnétique intrinsèque. Bien que le champ magnétique de Mercure soit beaucoup plus faible que celui de la Terre, il est néanmoins suffisamment puissant pour dévier le vent solaire, créant ainsi une magnétosphère. Comme sur Terre, mais à des échelles temporelles beaucoup plus rapides, la magnétosphère de Mercure est le siège de processus fondamentaux qui entraînent des reconfigurations rapides, libérant du plasma et de l’énergie. La circulation des ions joue également un rôle crucial dans ces dynamiques complexes et dans la structuration de la magnétosphère de Mercure.
En juin 2023, la sonde BepiColombo a survolé Mercure pour la troisième fois
En juin 2023, la sonde BepiColombo a survolé Mercure pour la troisième fois. À cette occasion, la sonde est passée à environ 235 km de la surface de la planète. Un grand nombre d'instruments à bord du satellite magnétosphérique (Mio) ont été actifs pendant le survol, permettant de récolter des données uniques sur l'environnement de Mercure. Parmi eux, le spectromètre de masse ionique MSA (Mass Spectrum Analyzer) conçu par le LPP (en collaboration avec ISAS-JAXA, MPS Solar System Research et IDA), l’analyseur d’ions MIA (Mercury Ion Analyzer) développé par ISAS-JAXA et les deux analyseurs d’électrons MEA (Mercury Electron Analyzer) fournis par l’IRAP, ont offert une vue synoptique de la structure à grande échelle de la magnétosphère de Mercure et de sa composition ionique.
Une équipe de recherche dans laquelle sont impliqués des scientifiques du CNRS Terre & Univers (voir encadré), a analysé les données particules recueillies pendant le 3ème survol de Mercure par MSA, MIA et MEA, et a mis en évidence l’existence d’une couche frontière à basse latitude sur le flanc soir avec une signature caractéristique de dispersion énergie-temps qui n’est pas sans rappeler celle observée dans le manteau magnétosphérique de Mercure. D’autre part, les observations de MSA et MIA ont révélé pour la première fois la présence d’hydrogène énergétique (> 10 keV/e) proche de la planète et à basse latitude sur des lignes de champ magnétique fermées. L’utilisation de simulations numériques a montré que ces ions sont probablement piégés proche de Mercure en formant un courant annulaire. Les observations de MEA ont révélé aussi la présence d’électrons autour de 1 keV dans cette même région. La large gamme d’énergie de ces instruments et la haute résolution en masse de MSA, ont permis aussi d’identifier pour la première fois des ions planétaires (O+ and Na+) froids (< 100 eV/e).
Ces observations ouvrent de nouvelles perspectives sur la dynamique interne de la magnétosphère de Mercure. Des études plus poussées seront menées à partir de Novembre 2026 après l’insertion en orbite de BepiColombo autour de Mercure.
Laboratoire CNRS impliqué
- Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP - Obs Paris - PSL)
Tutelles : CNRS / Ecole polytechnique / Sorbonne Université / Université Paris Saclay
Pour en savoir plus
Hadid, L.Z., Delcourt, D., Harada, Y. et al. Mercury’s plasma environment after BepiColombo’s third flyby. Commun Phys 7, 316 (2024).