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  • Sur Mercure les jours sont plus longs que les années

    Posté le 26 février 2012

    Les planètes orbitent autour du Soleil sur une courbe elliptique, de sorte que leur distance par rapport au Soleil varie régulièrement d’un maximum à un minimum à chaque orbite. Les astronomes appellent « aphélie » le point de l’orbite où cette distance est maximum, et « périhélie » le point où la distance est minimum.

    Les orbites de certaines planètes, telles que la Terre, sont presque circulaires. La distance Terre-Soleil à l’aphélie est seulement 3,5% plus importante qu’à la périhélie. L’orbite de Mercure, au contraire, est beaucoup plus allongée : la distance Mercure-Soleil s’accroit de plus de 50% (de 46 à 70 millions de km) entre la périhélie et l’aphélie.

    Plus une planète est proche du Soleil, plus elle se déplace rapidement le long de son orbite. A la périhélie la vitesse orbitale de Mercure est de 56,6 km/s alors qu’à l’aphélie elle est de 38,7 km/s.

    Une année sur Mercure vaut 88 jours terrestres, mais un jour solaire (de midi à midi) prend 2 fois plus de temps (176 jours terrestres). Pour un observateur situé sur Mercure, le mouvement apparent du Soleil est dû à la fois à la rotation de la planète et à son mouvement le long de son orbite qui ont 2 effets opposés : la rotation fait qu’on a l’impression que le Soleil se déplace d’Est en Ouest, et le mouvement orbital entraine un mouvement apparent d’Ouest en Est. La compétition de ces 2 effets sur Mercure fait qu’un jour complet prend 2 années complètes. En général, le Soleil semble se déplacer d’Est en Ouest (la rotation l’emporte en général), mais lorsque la planète accélère à la périhélie le Soleil inverse brièvement son mouvement apparent dans le ciel de Mercure. (voir animation)

    Une rotation complète de la planète Mercure prend exactement 2/3 d’une orbite complète (une année sur Mercure). Pourquoi ? A cause de la différence de distance, la gravité du Soleil est plus forte sur la moitié de Mercure qui lui fait face et plus faible sur l’autre moitié. Il en résulte que la planète tend à s’allonger du côté du Soleil. La force de cet effet varie selon la position de la planète sur son orbite. Cet effet a entrainé un couplage de la rotation de Mercure avec sa période orbitale. Le rapport période orbitale sur rotation est de 3:2. Les scientifiques appellent cela une résonance 3/2 (voir animation)

    Une rotation complète est appelée « jour sidéral ». Le jour sidéral de Mercure a une durée de 58 jours terrestres alors que son jour solaire est de 176 jours terrestres.


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