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Précipitation des ions du vent solaire à la surface de Mercure
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Le Soleil émet en permanence un flot de particules chargées, le vent solaire. Mercure, la planète plus proche du Soleil, subit des vents et tempêtes solaires plus de 10 fois plus puissants que la Terre située à 1 unité astronomique. Ne serait-ce que le long de son orbite, qui est très elliptique entre un périhélie à 0,31 unité astronomique du Soleil et un aphélie à 0,47, la planète Mercure est soumise à des pressions très différentes du vent solaire. Enfin, face à ces puissants vents solaires, la planète n’oppose qu’une faible protection magnétique due à son moment dipolaire environ 3000 fois plus faible que celui de la Terre. Par conséquent, sa magnétosphère est particulièrement étroite et des ions du vent solaire peuvent facilement impacter la surface de la planète. Ce processus de criblage permet à des constituants planétaires de s’échapper de la surface, ce qui conditionne la composition de tout l’environnement Herméen.
Par l’intermédiaire de simulations numériques hybrides (où les ions sont traités comme des particules et électrons comme un fluide), nous avons déterminé les régions de précipitations des ions du vent solaire à la surface de la planète. La figure montre des flux et régions très différents suivant que la planète se trouve à son aphélie (figures du haut) ou à son périhélie (figures du bas), soumise à des vents solaires lents (à gauche) ou rapides (à droite) comme dans le cas de tempêtes solaires. Lors de tempêtes solaires au périhélie, le flux d’ions solaires impacte directement la majorité de l’hémisphère diurne de Mercure (figure en bas à droite). Dans les autres cas, nous avons montré que la zone de précipitation dans l’hémisphère sud est beaucoup plus développée que celle du nord et pourrait donc avoir un impact beaucoup plus important sur la dynamique de Mercure.
Ces nouveaux résultats permettent de préparer la mission BepiColombo qui devrait explorer l’environnement herméen à partir de 2026.
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