La mission BepiColombo, dont le troisième survol rapproché de Mercure a eu lieu le 19 juin dernier, dispose d’une instrumentation plasma de pointe. Cinquante ans après la mission Mariner 10, BepiColombo peut ainsi étudier les propriétés des particules chargées dans la magnétosphère de Mercure, et plus précisément celles des populations d’électrons thermiques et suprathermiques.

L’interaction entre le vent solaire et le champ magnétique intrinsèque d'une planète entraîne diverses réponses à l'intérieur de la magnétosphère qu'elle forme. Comme pour la Terre, mais sur des échelles de temps beaucoup plus rapides, la magnétosphère de Mercure est connue pour impliquer des processus fondamentaux conduisant à des reconfigurations rapides libérant du plasma et de l'énergie. Au cours du cycle magnétosphérique qui résulte de cette interaction, les particules chargées sont ainsi accélérées, transportées, perdues ou recyclées dans la magnétosphère. Les électrons notamment peuvent précipiter et induire des émissions aurorales en fluorescence X à la surface de Mercure.

Observations multiples et impulsives d’injections multiples d’électrons suprathermiques qui précipitent le long des lignes de champ magnétique sur la surface de Mercure et créent des émissions aurorales en fluorescence X - Crédits : Sae Aizawa

Dans un récent article publié dans Nature Communications, une équipe de scientifiques rattachée à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologique (IRAP) a analysé les données recueillies pendant le premier survol de Mercure en octobre 2021 par les analyseurs d’électrons MEA (Mercury Electron Analyzer) fournis par l’IRAP sous maîtrise d’ouvrage du CNES.  

Cette analyse a mis en évidence pour la première fois des injections multiples et impulsives d'électrons suprathermiques sur des lignes de champ magnétique fermées, en relation avec le développement probable d’une activité de type sous-orage magnétique. Ces observations soulignent que les injections d'électrons et la dérive magnétique dépendante de leur énergie qui en résulte sont un mécanisme universel maintenant documenté dans tout le Système solaire. 

Une découverte majeure

Ce mécanisme génère ainsi différents types d'aurores désormais observées sur toutes les planètes magnétisées à l'exception de Neptune, ainsi qu'au-dessus des champs magnétiques de la croûte martienne, malgré les différences de structure et de dynamique des magnétosphères planétaires.

Pour en savoir plus 

S. Aizawa et al. Direct evidence of substorm-related impulsive injections of electrons at Mercury, Nature Communications. Published online July 18, 2023. doi:10.1038/s41467-023-39565-4.

Contacts

• Sae Aizawa, IRAP/ISAS/University of Pisa/LPP, sae.aizawa(at)irap.omp.eu
• Nicolas André, IRAP, nicolas.andre(at)irap.omp.eu
• Anne Jean-Antoine-Piccolo, CNES, Anne.Jean-Antoine-Piccolo(at)cnes.fr